მანძილი მზიდან დედამიწამდე

იმისათვის, რომ ზედაპირულად მაინც ჩავუღრმავდეთ ჩვენი სამყაროს მასშტაბებს, ღირს მივმართოთ შედარების მეთოდს. საწყის წერტილად ავიღოთ ჩვენი პლანეტა დედამიწის ზომა. მისი დიამეტრი 12600 კმ-ია. ეს შედარებით მცირე ზომისაა. ასტრონომიული მანძილების აღსანიშნავად მეცნიერები იყენებენ საზომ კონკრეტულ ერთეულს - 1 ასტრონომიულ ერთეულს (1 AU), რომელიც უდრის საშუალო მანძილს დედამიწიდან მზემდე და არის 150 მილიონი კმ. თუ შესაძლებელი იქნებოდა ჩვენი მზის სისტემის შემცირება ისე, რომ მზე ყოფილიყო ბოულინგის ბურთის ზომა - 22 სმ დიამეტრით, მაშინ ჩვენი დედამიწა იქნებოდა მძივის ზომა - მზეზე 109-ჯერ პატარა და მათ შორის მანძილი იქნებოდა. იყოს 28 მეტრი. შედარებისთვის, 28 მეტრი 9 სართულიანი საცხოვრებელი კორპუსის სიმაღლეა.

მანძილი მზიდან პლუტონამდე

მანძილი მზიდან ჯუჯა პლანეტა პლუტონამდე, რომელიც მდებარეობს მზის სისტემის გარეუბანში, არის 39 AU. ე. ანუ 6 მილიარდი კმ. იგივე პროპორციების გამოყენებით (მზის დიამეტრს 22 სმ-მდე ვამცირებთ), ვიღებთ 860 მეტრის ექვივალენტურ მანძილს პლუტონამდე! ამრიგად, ჩვენი მზის სისტემის მოდელის ყველა ესკიზი, რომელიც ჩვენ ოდესმე გვინახავს სახელმძღვანელოების ან ჟურნალების გვერდებზე, არ შეესაბამება მათ პროპორციებსა და მასშტაბებს, იმის გამო, რომ ქაღალდის გვერდის ფართობი არ იქნება საკმარისი იმისათვის, რომ შეესაბამებოდეს ყველა მათგან.

სინათლის მანძილი და სიჩქარე

მზის სისტემის ზომის შესახებ ჩვენი გაგების დასამატებლად, ღირს ყურადღება მიაქციოთ იმ დროს, რაც სჭირდება სინათლის გადაადგილებას მისი სხვადასხვა ობიექტებიდან დედამიწაზე. დასაწყისისთვის, გახსოვდეთ, რომ სინათლის სიჩქარე წამში თითქმის 300 ათასი კილომეტრია.

მთვარედან სინათლე დედამიწამდე აღწევს 1,3 წამში, მზიდან 8 წუთსა და 20 წამში, ხოლო პლუტონიდან, რომელიც მზის სისტემის კიდეზეა, 5 საათსა და 30 წუთში (იხ. სურ. 1).

სინათლის წელიწადი

ახლა შევეცადოთ შევაფასოთ ჩვენი მზის სისტემის მეზობლობა. ამ საზღვრებში მანძილების გასაზომად ასტრონომიული ერთეული აღარ არის საკმარისი. ამისათვის გამოიყენეთ სხვა საზომი ერთეული, რომელსაც ეწოდება სინათლის წელი (წმ. წელი) - ეს არის მანძილი, რომელსაც სინათლის სხივი გადის ერთი დედამიწის წლის განმავლობაში და რომელიც 9,4 ტრილიონი კილომეტრია! თუ ერთი სინათლის წლის მანძილს 1 კმ-მდე შევამცირებთ, მაშინ ჩვენი მზე იქნება ქვიშის მარცვლის ზომა.

ირმის ნახტომის სასწორები

ჩვენი უახლოესი ვარსკვლავი, პროქსიმა კენტაური, 4,2 სინათლის წლითაა დაშორებული. ანუ, იქამდე მისასვლელად, თქვენ უნდა იფრინოთ 4,2 წელი წამში 300 ათასი კილომეტრი სიჩქარით. და მთელი ჩვენი ირმის ნახტომის გალაქტიკის გადაკვეთას 100 000 წელი დასჭირდება სინათლის სიჩქარით მოგზაურობას.

თუ შესაძლებელი იქნებოდა ჩვენი მზის სისტემის 25-პენიანი მონეტის შემცირება, მაშინ ჩვენი გალაქტიკის ზომა შეესაბამებოდა ჩრდილოეთ ამერიკის კონტინენტს.

ირმის გზიდან ანდრომედამდე

თავის მხრივ, ჩვენი გალაქტიკა 14 სხვა პატარა გალაქტიკასთან ერთად ქმნის ირმის ნახტომის გალაქტიკების ქვეჯგუფს, რომლის სიგრძე 500 ათასი სინათლის წელია. ჩვენთან უახლოესი დიდი გალაქტიკა, ანდრომედა, ჩვენგან 2,52 მილიონი სინათლის წლის მანძილზეა. თუ წარმოვიდგენთ ჩვენი გალაქტიკის ზომას ქალაქ კიევის ტოლი, მაშინ მანძილი ანდრომედას გალაქტიკამდე დაახლოებით შეესაბამება მანძილს კიევიდან ქალაქ კრასნოიარსკამდე, აღმოსავლეთ ციმბირში.

გალაქტიკების სუპერგროვები

ჩვენი გალაქტიკა, ანდრომედას გალაქტიკა და სამკუთხედის გალაქტიკა (ეს არის ყველაზე დიდი წარმომადგენლები) 50 გალაქტიკის ადგილობრივი ჯგუფის ნაწილია, საერთო სიგრძით 4 მილიონი სინათლის წელი.

გალაქტიკათა ადგილობრივი ჯგუფი, თავის მხრივ, შედის ადგილობრივ ქალწულის სუპერგროვაში, რომელიც მოიცავს 100 ჯგუფს და გროვას 30000 გალაქტიკისგან, რომელთა საერთო სიგრძე 200 მილიონი სინათლის წელია. მიუხედავად მისი ზომის სიდიადისა, ეს შორს არის სამყაროს ხილული ნაწილის უდიდესი სტრუქტურისგან.

სუპერკლასტერების ნაკრები ქმნის ფიჭურ სტრუქტურას, რომელიც შეიძლება შევადაროთ ღრუბლის, პურის ან ქაფის ფოროვან სტრუქტურას. სუპერკლასტერები, როგორც ეს იყო, ფოროვანი სტრუქტურის კედლებია, რომელთა შორის არის უზარმაზარი ცარიელი სივრცე. ამ სიცარიელის სიგრძე დაახლოებით 300 მილიონი სინათლის წელია. მაშინ რამდენად შორს ვრცელდება სამყაროს უჯრედული სტრუქტურა?

სურათზე 2 ჩვენ ვხედავთ გალაქტიკების ახლომდებარე სუპერგროვების რუკას. რამდენადაც მანძილები კიდევ უფრო დიდი ხდება, მოხერხებულობისთვის მეცნიერებმა შემოიღეს კიდევ ერთი საზომი ერთეული - პარსეკი, რომელიც უდრის 3,26 სინათლის წელს ან 31 ტრილიონ კილომეტრს. და ამ სურათზე დისტანციები მონიშნულია მილიონობით პარსეკში (Mpc).

ყველაზე შორეული გალაქტიკა

სამყაროში ჩვენი მოგზაურობის დასასრულს, აღსანიშნავია ჰაბლის ტელესკოპის მიერ გადაღებული ყველაზე შორეული გალაქტიკა. ის მდებარეობს 10 მილიარდ სინათლის წელზე მეტ მანძილზე და აქვს სახელი UDFj-39546284.

სამყაროს ვარსკვლავური მასპინძლის შემქმნელი

ძნელი წარმოსადგენია ჩვენი სამყაროს წარმოუდგენელი ზომა, რომელსაც ამავდროულად აქვს მოწესრიგებული სტრუქტურა, სილამაზე და ჰარმონია. უფრო მეტიც, ამ წარმოუდგენელი განზომილებების მქონე სამყაროს ჰყავს ძლიერი შემოქმედი, რომელიც მთელ თავის სივრცეს ავსებს საკუთარი თავით. უძველესი წინასწარმეტყველი ესაია საუბრობს მასზე: „აწიე შენი თვალები ცის სიმაღლეზე და ნახე ვინ შექმნა ისინი? ვინ გამოჰყავს მასპინძელი მათი დათვლით? ის ყველას სახელს უწოდებს: ძალის სიუხვითა და დიდი ძალით მისგან არაფერია დარჩენილი. ” (ბიბლია. ესაია 40:26).

Გაგრძელება იქნება

ჩვენთან უახლოესი ვარსკვლავი, რა თქმა უნდა, მზეა. კოსმოსური პარამეტრების მიხედვით, დედამიწიდან მასამდე მანძილი საკმაოდ მცირეა: მზიდან დედამიწამდე მზის შუქი მხოლოდ 8 წუთს გადის.

მზე არ არის ჩვეულებრივი ყვითელი ჯუჯა, როგორც ადრე ეგონათ. ეს არის მზის სისტემის ცენტრალური სხეული, რომლის გარშემოც ბრუნავენ პლანეტები, მძიმე ელემენტების დიდი რაოდენობით. ეს არის ვარსკვლავი, რომელიც წარმოიქმნა რამდენიმე სუპერნოვას აფეთქების შემდეგ, რომლის გარშემოც პლანეტარული სისტემა ჩამოყალიბდა. მდებარეობის გამო, იდეალურ პირობებთან ახლოს, სიცოცხლე გაჩნდა მესამე პლანეტაზე დედამიწაზე. მზე უკვე ხუთი მილიარდი წლისაა. მაგრამ ვნახოთ, რატომ ანათებს? როგორია მზის აგებულება და რა მახასიათებლები აქვს მას? რა ელის მას მომავალში? რამდენად მნიშვნელოვანია მისი გავლენა დედამიწაზე და მის მაცხოვრებლებზე? მზე არის ვარსკვლავი, რომლის გარშემოც მზის სისტემის 9-ვე პლანეტა ბრუნავს, მათ შორის ჩვენიც. 1 a.u. (ასტრონომიული ერთეული) = 150 მილიონი კმ - იგივეა საშუალო მანძილი დედამიწიდან მზემდე. მზის სისტემა მოიცავს ცხრა დიდ პლანეტას, ასამდე თანამგზავრს, ბევრ კომეტას, ათიათასობით ასტეროიდს (მცირე პლანეტებს), მეტეოროიდებს და პლანეტათაშორის გაზს და მტვერს. ამ ყველაფრის ცენტრში ჩვენი მზეა.

მზე მილიონობით წელია ანათებს, რასაც ადასტურებს ლურჯ-მწვანე-ლურჯი წყალმცენარეების ნარჩენებისგან მიღებული თანამედროვე ბიოლოგიური კვლევები. შეცვალეთ მზის ზედაპირის ტემპერატურა მინიმუმ 10%-ით და დედამიწაზე მთელი სიცოცხლე მოკვდება. ამიტომ, კარგია, რომ ჩვენი ვარსკვლავი თანაბრად ასხივებს კაცობრიობის და დედამიწაზე არსებული სხვა არსებების კეთილდღეობისთვის საჭირო ენერგიას. მსოფლიოს ხალხთა რელიგიებსა და მითებში მთავარი ადგილი ყოველთვის მზეს ეკავა. ანტიკური ხანის თითქმის ყველა ხალხში მზე იყო ყველაზე მნიშვნელოვანი ღვთაება: ჰელიოსი - ძველ ბერძნებს შორის, რა - ძველი ეგვიპტელების მზის ღმერთი და იარილო სლავებს შორის. მზემ მოიტანა სითბო, მოსავალი, მას ყველა პატივს სცემდა, რადგან მის გარეშე დედამიწაზე სიცოცხლე არ იქნებოდა. მზის ზომა შთამბეჭდავია. მაგალითად, მზის მასა 330 000-ჯერ აღემატება დედამიწის მასას, ხოლო რადიუსი 109-ჯერ მეტია. მაგრამ ჩვენი ვარსკვლავური სხეულის სიმკვრივე მცირეა - 1,4-ჯერ აღემატება წყლის სიმკვრივეს. ზედაპირზე ლაქების მოძრაობა თავად გალილეო გალილეიმ შენიშნა, რითაც დაამტკიცა, რომ მზე არ დგას, არამედ ბრუნავს.

მზის კონვექციური ზონა

რადიოაქტიური ზონა არის მზის შიდა დიამეტრის დაახლოებით 2/3, ხოლო რადიუსი დაახლოებით 140 ათასი კმ. ცენტრიდან მოშორებით, ფოტონები კარგავენ ენერგიას შეჯახების გავლენის ქვეშ. ამ ფენომენს ეწოდება კონვექციის ფენომენი. ეს პროცესის მსგავსია, რომელიც მიმდინარეობს მდუღარე ქვაბში: გამათბობელი ელემენტიდან მომდინარე ენერგია ბევრად აღემატება იმ რაოდენობას, რომელიც გამოიყოფა გამტარობით. ცხელი წყალი, რომელიც ცეცხლთან ახლოს არის, ამოდის, ხოლო ცივი წყალი იძირება. ამ პროცესს კონვენცია ეწოდება. კონვექციის მნიშვნელობა არის ის, რომ უფრო მკვრივი გაზი ნაწილდება ზედაპირზე, კლებულობს და კვლავ მიდის ცენტრში. შერევის პროცესი მზის კონვექციურ ზონაში უწყვეტია. მზის ზედაპირს ტელესკოპის საშუალებით ხედავთ, შეგიძლიათ იხილოთ მისი მარცვლოვანი სტრუქტურა - გრანულაციები. ისეთი შეგრძნებაა, რომ გრანულებისაგან შედგება! ეს გამოწვეულია კონვექციის გამო, რომელიც ხდება ფოტოსფეროს ქვეშ.

მზის ფოტოსფერო

თხელი ფენა (400 კმ) - მზის ფოტოსფერო, მდებარეობს უშუალოდ კონვექციური ზონის უკან და წარმოადგენს დედამიწიდან ხილულ „ნამდვილ მზის ზედაპირს“. ფოტოსფეროზე გრანულები პირველად ფრანგმა იანსენმა 1885 წელს გადაიღო. საშუალო გრანულს აქვს 1000 კმ ზომა, მოძრაობს 1 კმ/წმ სიჩქარით და არსებობს დაახლოებით 15 წუთის განმავლობაში. ფოტოსფეროზე ბნელი წარმონაქმნები შეიძლება შეინიშნოს ეკვატორულ ნაწილში, შემდეგ კი ისინი გადაადგილდებიან. ყველაზე ძლიერი მაგნიტური ველები ასეთი ლაქების დამახასიათებელი ნიშანია. და მუქი ფერი მიიღება დაბალი ტემპერატურის გამო მიმდებარე ფოტოსფეროსთან შედარებით.

მზის ქრომოსფერო

მზის ქრომოსფერო (ფერადი სფერო) არის მზის ატმოსფეროს მკვრივი ფენა (10000 კმ), რომელიც მდებარეობს უშუალოდ ფოტოსფეროს უკან. საკმაოდ პრობლემურია ქრომოსფეროზე დაკვირვება, ფოტოსფეროსთან ახლოს მდებარეობის გამო. ყველაზე კარგად ჩანს, როცა მთვარე ხურავს ფოტოსფეროს, ე.ი. მზის დაბნელების დროს.

მზის სხივები არის წყალბადის უზარმაზარი გამონაბოლქვი, რომელიც წააგავს მბზინავ გრძელ ძაფებს. ამონაკვეთები დიდ დისტანციებზე იზრდება, აღწევს მზის დიამეტრს (1,4 მლნ კმ), მოძრაობს დაახლოებით 300 კმ/წმ სიჩქარით და ამავე დროს ტემპერატურა 10000 გრადუსს აღწევს.

მზის გვირგვინი არის მზის ატმოსფეროს გარე და გაფართოებული ფენა, რომელიც წარმოიქმნება ქრომოსფეროს ზემოთ. მზის გვირგვინის სიგრძე ძალიან გრძელია და რამდენიმე მზის დიამეტრს აღწევს. კითხვაზე, თუ სად მთავრდება ის, მეცნიერებს ჯერ არ მიუღიათ კონკრეტული პასუხი.

მზის გვირგვინის შემადგენლობა არის იშვიათი, უაღრესად იონიზირებული პლაზმა. იგი შეიცავს მძიმე იონებს, ელექტრონებს ჰელიუმისა და პროტონების ბირთვით. გვირგვინის ტემპერატურა მზის ზედაპირთან შედარებით 1-დან 2 მილიონ გრადუს კ-მდე აღწევს.

მზის ქარი არის მატერიის (პლაზმის) უწყვეტი გადინება მზის ატმოსფეროს გარე გარსიდან. იგი შედგება პროტონებისგან, ატომის ბირთვებისგან და ელექტრონებისაგან. მზის ქარის სიჩქარე შეიძლება იცვლებოდეს 300 კმ/წმ-დან 1500 კმ/წმ-მდე, მზეზე მიმდინარე პროცესების შესაბამისად. მზის ქარი მთელ მზის სისტემაში ვრცელდება და დედამიწის მაგნიტურ ველთან ურთიერთქმედებით იწვევს სხვადასხვა მოვლენებს, რომელთაგან ერთ-ერთია ჩრდილოეთის ნათება.

მზის მახასიათებლები

მზის მასა: 2∙1030 კგ (332,946 დედამიწის მასა)
დიამეტრი: 1,392,000 კმ
რადიუსი: 696000 კმ
საშუალო სიმკვრივე: 1400 კგ/მ3
ღერძული დახრილობა: 7,25° (ეკლიპტიკის სიბრტყესთან შედარებით)
ზედაპირის ტემპერატურა: 5780 კ
ტემპერატურა მზის ცენტრში: 15 მილიონი გრადუსი
სპექტრული კლასი: G2 V
საშუალო მანძილი დედამიწიდან: 150 მილიონი კმ
ასაკი: 5 მილიარდი წელი
როტაციის პერიოდი: 25.380 დღე
სიკაშკაშე: 3,86∙1026W
აშკარა სიდიდე: 26,75მ

ადრეული ბავშვობიდან ყველამ იცის, რომ მზე არის ვარსკვლავი, რომელიც ძალიან შორს არის ჩვენი პლანეტისგან და არის უზარმაზარი ცხელი ბურთი. მაგრამ მხოლოდ რამდენიმეს შეუძლია უპასუხოს კითხვას, რა არის მანძილი მზიდან დედამიწამდე.

ამის ერთ-ერთი მიზეზი ის არის, რომ როდესაც მზეს ვუყურებთ, ის გვეჩვენება, როგორც პატარა კაშკაშა წრე ცაზე, მაგრამ სინამდვილეში მისი დიამეტრი დაახლოებით ასჯერ აღემატება ჩვენს დედამიწას და მზის მოცულობას. აღემატება ცისფერი პლანეტის მოცულობას მილიონჯერ მეტჯერ.

ზუსტი მანძილი

სინამდვილეში, მზე ჩვენი პლანეტიდან დაახლოებით 150 მილიონი კმ-ში მდებარეობს. ეს მანძილი მერყეობს, რადგან დედამიწის ორბიტა ელიფსურია. ყველაზე დიდი მანძილი 152 მილიონი კმ-ის ტოლია ივლისში, ხოლო ყველაზე მცირე - იანვარში და 147 მილიონი კმ-ია. ბილიკის მონაკვეთს, რომლის სიგრძეა 152 მილიონი კმ, ეწოდება აფელიონი, ხოლო მინიმალური სეგმენტი 147 მილიონი კმ - პერიგეა. შედარებისთვის, დედამიწიდან მთვარემდე მანძილი მხოლოდ 384 ათასი კილომეტრია.

მათ დაიწყეს დედამიწიდან მზემდე მანძილის გაზომვა ძველი საბერძნეთის დღეებში, მაგრამ გაანგარიშების მეთოდები საკმაოდ პრიმიტიული იყო. შუა საუკუნეებში დაიწყო პარალაქსის მეთოდის გამოყენება მანძილის გასაზომად, მაგრამ მისი დახმარებითაც ვერ მიაღწიეს მნიშვნელოვან შედეგებს.

პირველი ციფრები

ასტრონომებმა რიჩერმა და კასინიმ პირველებმა ზუსტად გაზომეს მანძილი მზემდე. მათ ეს გააკეთეს ცაში მარსის პოზიციის დაკვირვებით, ასევე გეომეტრიული გამოთვლების გამოყენებით. შედეგად, მათ მიიღეს მანძილი 139 მილიონი კმ-ის ტოლი, რაც, რა თქმა უნდა, დაუფასებელია, მაგრამ გასათვალისწინებელია, რომ გაანგარიშება გაკეთდა 1672 წელს.

კოსმოსურ ინდუსტრიაში დიდი გარღვევა მოხდა მეორე მსოფლიო ომის გამო, კერძოდ, მეოცე საუკუნის მეორე ნახევარში სამეცნიერო და ტექნოლოგიური რევოლუციის შემდეგ. გაჩნდა კოსმოსური მანძილების გაზომვის სრულიად ახალი მეთოდები, რომელთა შორის მნიშვნელოვანი ადგილი ეკავა რადარის მეთოდს.

ამ მეთოდის არსი მდგომარეობს იმაში, რომ იმპულსი გადაეცემა კოსმოსური სხეულის მიმართულებით, აღწევს მას, იმპულსის ნაწილი აირეკლება და ბრუნდება დედამიწაზე, სადაც მას სპეციალური მოწყობილობებით იღებენ და აანალიზებენ. დროის ინტერვალის მონაცემების დახმარებით, რომლის დროსაც პულსი გადის მანძილს დედამიწიდან კოსმოსურ სხეულამდე და უკან, კეთდება მანძილის ყველაზე ზუსტი გამოთვლა.

გაზომვა

ასევე, უფრო სპეციფიკური რაოდენობები ხშირად გამოიყენება გარე კოსმოსის გასაზომად, როგორიცაა სინათლის წელი, ასევე პარსეკი. სინათლის წელი არის სიგრძე, რომელსაც სინათლე გადის წელიწადში. სინათლის სიჩქარე დაახლოებით 300,000,000 მ/წმ-ია, ამიტომ სინათლის წელი უდრის 9,46073047 × 10*12 კმ.

თუ ჩვენ გავზომავთ მანძილს ჩვენს პლანეტასა და მზეს შორის სინათლის წლებით, მაშინ ეს იქნება დაახლოებით 8 სინათლის წუთი. ამ დროის განმავლობაში მზის მიერ გამოსხივებული შუქი აღწევს დედამიწის ზედაპირს.

ხშირად სინათლის წელიწადი და პარსეკი გამოიყენება შორეული კოსმოსური ობიექტების გასაზომად და შესასწავლად, როგორიცაა დიდი ვარსკვლავები სხვადასხვა ძირითადი თანავარსკვლავედებიდან.

ადრეული ბავშვობიდან ყველამ იცის, რომ მზე არის უზარმაზარი ცხელი ბურთი, ვარსკვლავი, რომელიც შორს არის. მაგრამ უმაღლესი განათლების მქონე ყველა ზრდასრულს არ შეუძლია უპასუხოს კითხვას, რა არის მანძილი დედამიწიდან მზემდე. ამ სტატიაში საუბარია იმაზე, თუ როგორ იცვლება დედამიწიდან მზემდე მანძილი მთელი წლის განმავლობაში, როგორ გაზომავენ მეცნიერები ამ მანძილს და რამდენად მნიშვნელოვანია ის სხვა კოსმოსური ობიექტების დაშორებასთან შედარებით.

მზე დედამიწიდან დაახლოებით ას ორმოცდაათი მილიონი კილომეტრია. ეს არ არის რეგულარული წრე, არამედ ელიფსი, ამიტომ მზის სისტემის ცენტრსა და დედამიწას შორის მანძილი სხვადასხვა დროს არ არის ერთნაირი. ასტრონომიაში მის მინიმალურ მნიშვნელობას პერიჰელიონი ეწოდება, ხოლო მაქსიმალურ მნიშვნელობას აფელიონი. პერიჰელიონი ას ორმოცდაშვიდი მილიონი კილომეტრია, აფელიონი კი ას ორმოცდათორმეტი მილიონი კილომეტრია. პერიჰელიონი იანვარშია, აფელიონი კი ივლისში.

დედამიწიდან მზე პატარა გვეჩვენება. სინამდვილეში, მისი დიამეტრი 109-ჯერ აღემატება დედამიწის დიამეტრს ეკვატორზე. დედამიწიდან მზემდე უზარმაზარი მანძილი არის მიზეზი იმისა, რომ ჩვენ ვხედავთ ცაზე შედარებით პატარა წითელ-ყვითელ წრეს. მთვარე ბევრჯერ უფრო ახლოს არის, მაგრამ უფრო პატარა ჩანს ღამის ცაზე. დედამიწიდან მის ერთადერთ ბუნებრივ თანამგზავრამდე დაახლოებით 384,3 ათასი კილომეტრია. ეს 390-ჯერ ნაკლებია, ვიდრე მანძილი დედამიწიდან მზემდე. ჩვენი პლანეტის ზედაპირამდე მისასვლელად მზის სხივების დრო რვა წუთი და ოცი წამია.

როგორ შეძლეს მეცნიერებმა დედამიწიდან მზემდე მისვლა? რა მეთოდებს იყენებდნენ? ამ მიმართულებით პირველი მცდელობები განხორციელდა ძველ საბერძნეთში, მაგრამ რეალურ შედეგებზე საუბარი მხოლოდ მეჩვიდმეტე საუკუნის შემდეგ გახდა შესაძლებელი. გვიან შუა საუკუნეებში გამოიყენებოდა პარალაქსის მეთოდი. ეს მეთოდი მდგომარეობს იმაში, რომ მზის დედამიწის შესახებ მონაცემებისა და დაკვირვებების საფუძველზე განისაზღვრება კუთხე, რომლითაც დედამიწა მზისგან ხილული იქნება ჰორიზონტის ხაზზე. მანძილი ერთი კოსმოსური ობიექტიდან მეორემდე გამოითვლება პარალაქტიკური გადაადგილებიდან.

მეოცე საუკუნის მეორე ნახევარში მეცნიერულმა და ტექნოლოგიურმა რევოლუციამ შემოიტანა ახალი გზა გარე სივრცეში მანძილების გასაზომად. რადარის მეთოდი ასეთია: იმპულსი იგზავნება კოსმოსური ობიექტისკენ, მიიღება მისგან სიგნალი და შემდეგ, იმ მონაცემების საფუძველზე, თუ რამდენი დრო სჭირდება იმპულსს, რომ გაიაროს ორჯერ მეტი მანძილი დედამიწიდან საინტერესო ობიექტამდე. ცნობილი სიჩქარით, მანძილი გამოითვლება. დღეს, დინამიურად განვითარებად ასტრონომიას აქვს ახალი გზები იმის გასარკვევად, თუ რამდენი კილომეტრით არის მოშორებული ჩვენგან პატარა შესწავლილი გალაქტიკების ვარსკვლავები და პლანეტები. ეს არის სუნიაევ-ზელდოვიჩის ეფექტი, რომელიც ეფუძნება დროთა განმავლობაში ობიექტის რადიო გამოსხივების ცვლილების დაფიქსირებას, გრავიტაციულ ლინზირებას, რომელიც ემყარება ობიექტში სინათლის სხივების გადახრის შესწავლას, მოლეკულურ რგოლს, რომელიც ჩვეულებრივ გამოიყენება. თავდაპირველად შეაფასეთ მანძილი მზის სისტემიდან ნებისმიერ გალაქტიკამდე.

როგორ ვუპასუხოთ კითხვას, რა არის მანძილი დედამიწიდან მზემდე? Დიდია თუ პატარა? ყველაფერი შედარებითია. ის მნიშვნელოვანია მთვარესთან ან მთვარესთან შედარებით, მაგრამ პრაქტიკულად უმნიშვნელოა სხვა ვარსკვლავებთან და გალაქტიკებთან დაშორებასთან შედარებით. დედამიწასთან უახლოესი პლანეტა ვენერაა და ის 41,4 მილიონი კილომეტრითაა დაშორებული. დედამიწასა და მარსს შორის არის 78,3 მილიონი კილომეტრი, დედამიწასა და მერკურის შორის - 91,6 კმ. მაგრამ იუპიტერი და სხვა გიგანტური პლანეტები დედამიწიდან უფრო შორს არიან ვიდრე მზე.

გარე კოსმოსის გასაზომად, ხშირად იყენებენ რაოდენობებს, როგორიცაა პარსეკი და სინათლის წელი. ერთი პარსეკის მანძილზე კოსმოსური ობიექტის წლიური პარალაქსი არის ერთი წამი (აქედან გამომდინარე, სახელწოდება „პარსეკი“ - პარალაქსი წამში). სინათლის წელი არის მანძილი, რომელსაც სინათლე გადის წელიწადში. ეს მნიშვნელობები გამოიყენება გაზომვებში შორეული ციური სხეულების შესასწავლად. ასე, მაგალითად, დედამიწიდან ვარსკვლავამდე სინათლეს ოთხი წელი სჭირდება, სირიუსამდე რვა წელიწადნახევარი და ნარინჯისფერ გიგანტ ბეტელგეიზამდე 650 წელი!

ასტრონომია არის მთელი სამყარო სავსე ლამაზი სურათებით. ეს საოცარი მეცნიერება გვეხმარება ვიპოვოთ პასუხები ჩვენი არსებობის ყველაზე მნიშვნელოვან კითხვებზე: გავიგოთ სამყაროს სტრუქტურისა და მისი წარსულის შესახებ, მზის სისტემის შესახებ, დედამიწის ბრუნვის შესახებ და მრავალი სხვა. ასტრონომიასა და მათემატიკას შორის განსაკუთრებული კავშირია, რადგან ასტრონომიული პროგნოზები მკაცრი გამოთვლების შედეგია. ფაქტობრივად, ასტრონომიის მრავალი პრობლემის გადაჭრა შესაძლებელი გახდა მათემატიკის ახალი დარგების განვითარების წყალობით.

ამ წიგნიდან მკითხველი გაიგებს, თუ როგორ იზომება ციური სხეულების პოზიცია და მათ შორის მანძილი, ასევე ასტრონომიული მოვლენები, რომლის დროსაც კოსმოსური ობიექტები იკავებენ განსაკუთრებულ პოზიციას სივრცეში.

ექსპედიციები ვარდოსა და პაპეეტში ინგლისელმა მეცნიერებმა მოაწყვეს. პირველი ექსპედიციის წევრები გაემგზავრნენ წყნარ ოკეანეში, რათა დააკვირდნენ ვენერას ტრანზიტს მზის დისკზე კუნძულ ტაიტიდან. დაკვირვებები ჩარლზ გრინმა და მისმა მეორე მეთაურმა ჯეიმს კუკმა გააკეთეს, რომელიც იმ დროისთვის უცნობი იყო. მეორე ექსპედიციის მონაწილეები იყვნენ ვენის ობსერვატორიის ხელმძღვანელი, მამა მაქსიმილიან ჰელი, დანიელი ასტრონომი პედერ ჰორებოუ და ახალგაზრდა ინგლისელი ბორგრუინგი. ისინი გაემგზავრნენ ვარდოში, ნორვეგიის ჩრდილო-დასავლეთით, სადაც მათ შეძლეს დააკვირდნენ ვენერას ტრანზიტს მზის დისკზე პოლარული დღის განმავლობაში. ამრიგად, მეცნიერებმა მიიღეს დაკვირვების შედეგები ერთი და იგივე მერიდიანის ორი წერტილიდან, რომლებიც ერთმანეთისგან დიდი მანძილით არიან დაშორებული.

როგორც უკვე ავხსენით, პარალაქსის დახმარებით თქვენ შეგიძლიათ გამოთვალოთ მანძილი პლანეტებს შორის, იცოდეთ კუთხეების სიდიდე და საცნობარო მანძილი. მზის დისკზე ვენერას გავლისას დაკვირვებისას შეიძლება განვსაზღვროთ ვენერას და მზის პარალაქსი და გამოვთვალოთ მანძილი მზესა და დედამიწას შორის. ამისათვის ვენერას გავლის დაკვირვების ყველაზე მარტივი გზა დედამიწის ზედაპირის ორი საკმაოდ შორეული წერტილიდან არის. ორივე შემთხვევაში ტრანზიტის დროების გაზომვით შეიძლება გამოითვალოს საჭირო პარალაქსები და დედამიწა-მზე მანძილი.

მზის პარალაქსი არის კუთხე ( ? ნაჩვენებია წინა ფიგურაში.

ტანგენტის განმარტებით გვაქვს

ვინაიდან კუთხე ძალიან მცირეა, მისი ტანგენსი დაახლოებით ტოლია თავად კუთხის, გამოსახული რადიანებში. დედამიწიდან მზემდე მანძილის გამოსახატავად, r, მივიღებთ:

ამ პარალაქსის დასაკვირვებლად მზეზე უნდა ვიყოთ, რაც შეუძლებელია. დამკვირვებლები დედამიწის ზედაპირის სხვადასხვა წერტილში არიან განლაგებული და მზეს დედამიწიდან უყურებენ. ისინი ხედავენ ვენერას გავლას მზის დისკზე სხვადასხვა გზით - ისევე როგორც ჩვენ ვხედავთ ერთსა და იმავე ობიექტს ოდნავ განსხვავებულად, როდესაც მას ცალ-ცალკე ვუყურებთ მარჯვენა და მარცხენა თვალით.

განვიხილოთ ორი დამკვირვებელი, რომლებიც მდებარეობენ წერტილებზე ადა ATერთი მერიდიანი (გამოთვლების გამარტივებისთვის) სხვადასხვა განედებზე. ისინი ხედავენ ვენერას, როგორც წერტილს (ან პატარა წრეს) მზის დისკზე ორ სხვადასხვა პოზიციაზე, მაგრამ'და AT'. ამ ორი დაკვირვების შედეგების შედარებით (იხილეთ შემდეგი სურათი), შეგვიძლია გავზომოთ გადაადგილება: მანძილი A'B'შეესაბამება მანძილს ვენერას აშკარა პოზიციებს შორის, როდესაც ერთდროულად შევხედავთ წერტილებს მაგრამდა AT.

ტრანზიტის დროს ვენერას მოძრაობაზე დაკვირვების შედეგების მიხედვით, შესაძლებელია მისი ტრაექტორიის გამოსახვა მზის დისკზე. თუ წერტილებიდან ვაკვირდებით მაგრამდა AT, ვიღებთ ორ პარალელურ წრფეს. მათ შორის მანძილი იქნება პარალაქსის ოფსეტი ?? , რომელიც ნებისმიერ დროს შეესაბამება მანძილს A'B'. გამოთვლების გასამარტივებლად, ჩვენ ვივარაუდებთ, რომ დედამიწის ცენტრები ( ო), ვენერა ( ვ) და მზე ( თან), ისევე როგორც წერტილები დედამიწის ზედაპირზე მაგრამდა ATსაიდანაც ტარდება დაკვირვება განლაგებულია იმავე სიბრტყეში. კუთხეები ზევით რსამკუთხედებში APVდა HRVვერტიკალურის ტოლი. ვინაიდან ნებისმიერი სამკუთხედის კუთხეების ჯამი არის 180°, მოქმედებს შემდეგი მიმართება:

? ვ + ? 1 = ?ს + ? 2

მოდით შემოვიტანოთ კუთხე ?? , რომელიც ჩვენ აღვნიშნავთ მანძილს ვენერას სხვადასხვა პოზიციებს შორის მზის დისკზე (ის ტოლი იქნება მანძილის A'B'დროის ნებისმიერ მომენტში). პირობების თანმიმდევრობის შეცვლით ვიღებთ:

განმარტებით, ვენერას პარალაქსი არის:

მზის პარალაქსი არის

ამ გამონათქვამების ჩანაცვლებით ზემოთ განტოლებაში, მივიღებთ:

კერძოდ, მზის პარალაქსი ?სგამოითვლება ასე:

სადაც ?? - მანძილი ვენერას ორ ტრაექტორიას შორის, რომელიც ჩანს დედამიწის ზედაპირის სხვადასხვა წერტილიდან და თანაფარდობა რ ტ/რვშეიძლება გამოითვალოს კეპლერის მესამე კანონის გამოყენებით. ამ თანაფარდობის კუბი უნდა იყოს მზის გარშემო პლანეტების რევოლუციის პერიოდების თანაფარდობის კვადრატის პროპორციული. ცნობილია ვენერას და დედამიწის რევოლუციის პერიოდები და უდრის შესაბამისად 224,7 დღეს და 365,25 დღეს. ასე რომ, მზის პარალაქსი ?საკმაყოფილებს ურთიერთობას:

?ს = 0,38248 ?? .

?? განისაზღვრება წერტილებიდან დაკვირვების შედეგების საფუძველზე მაგრამდა ATმდებარეობს იმავე მერიდიანზე. ჩვენ ვიყენებთ მე-18 საუკუნის ნახატს, რომელიც გვიჩვენებს ვენერას ტრაექტორიას, როგორც ჩანს ერთი და იმავე მერიდიანის სხვადასხვა წერტილიდან ტრანზიტის დროს.

1. უმარტივესი გზაა უშუალოდ გაზომვა 159-ე გვერდზე მოცემული ფიგურიდან: საკმარისია გავითვალისწინოთ მზის დიამეტრის თანაფარდობა. დფიგურაში და მზის კუთხის ზომაში. მზის კუთხის ზომა უდრის რკალის 30 წუთს, გამოხატული რადიანებით. Ჩვენ გვაქვს:

2. ასევე შეგიძლიათ გაზომოთ წრის აკორდები ფიგურაში. ეს მეთოდი უფრო ზუსტია, რადგან აკორდების სიგრძის გაზომვა ხდება A 1 A 2და B 1 B 2ყოველთვის შესაძლებელია უფრო დიდი სიზუსტით, ვიდრე მანძილი ამ აკორდებს შორის A'B'.

პითაგორას თეორემის მიხედვით სამკუთხედებისთვის SB'B 1და SA'X 1ვიღებთ

3. მანძილების ნაცვლად შეგიძლიათ დროის დათვლა. საკმარისია განიხილოს თანაფარდობა

სადაც ტ ადა ტ ბ- სატრანზიტო დრო A 1 A 2 და B 1 B 2 .აღნიშნავს მეშვეობით t0ჰიპოთეტური ტრანზიტის დრო მზის მთელ დისკზე, გავლით t'- დროის შესაბამისი ?? დააყენეთ თანაფარდობა:

სიფრთხილით გამოიყენეთ დროის ინტერვალები დისტანციების ნაცვლად. როგორც ნაჩვენებია შემდეგ სურათზე, უნდა განვასხვავოთ გარე შეხების დრო ( C1და 4-დან) და შიდა შეხება ( 2-დანდა 3-დან) ვენერა მზის დისკოთი. შიდა შეხება ყოველთვის შეიძლება უფრო ზუსტად განისაზღვროს, მიუხედავად შავი წვეთოვანი ეფექტის მიერ შემოტანილი დამახინჯებისა. ამ მიზეზით, გათვლებში გათვალისწინებულია მხოლოდ შიდა კონტაქტის მომენტები.

ვარდოსა და პაპეეტში მიღებული ვენერას ტრანზიტის დაკვირვების შედეგებზე დაყრდნობით 1769 წელს, ჩვენ ვიღებთ შემდეგ მნიშვნელობებს (იმის გათვალისწინებით, რომ მანძილი ABსწორ ხაზზე არის 11425 კმ).

ჩანს, რომ შედეგების სიზუსტე საკმაოდ მაღალია, თუ გავითვალისწინებთ გამოყენებული მეთოდების სიმარტივეს. დღეისათვის მანძილი დედამიწიდან მზემდე, რომელიც განისაზღვრება 1 ასტრონომიული ერთეულით, აღებულია 149,6×10 6 კმ. უნდა აღინიშნოს, რომ აკორდების გაზომვის მეთოდით მიღებული მეორე შედეგის სიზუსტე უფრო მაღალია, ვინაიდან აკორდების გაზომვა უფრო დიდი სიზუსტით შეიძლება, ვიდრე პირდაპირ??. ბოლო მეთოდი, რომელიც ითვალისწინებს ტრანზიტის დროს, საინტერესოა, რადგან ის იძლევა უფრო მკაფიო ანალოგიის საშუალებას თანამედროვე მეთოდებთან. თუმცა, შეცდომა ამ შემთხვევაში უფრო მაღალია, რადგან მეთოდი მოითხოვს დამხმარე ჰიპოთეზის გამოყენებას, რომლის მიხედვითაც, ვენერას სიჩქარე მზის დისკზე გავლისას მუდმივია მთელი ტრანზიტის განმავლობაში.