Чудесные явления на небе - [15]

Слушая передачу московской радиостанции, вы находитесь часто на большом расстоянии от нее. Но вас связывают невидимые электромагнитные радиоволны. В специально преобразованном на передающей станции, как говорят физики, закодированном, виде они несут с собой голос диктора. В радиоприемнике этот условный код вновь превращается в звуковые сигналы, и вы слышите передачу. Таким образом, электромагнитная волна может переносить на огромные расстояния определенные сведения, или, как говорят ученые, информацию. Это могут быть телеграфные сигналы азбуки Морзе, голос человека, музыка, команды управления на расстоянии приборами и механизмами или сообщения о показаниях измерительных приборов, как это, например, имеет место при передаче научных данных с космических ракет и искусственных спутников Земли.

Но вложить информацию в электромагнитное излучение может не только человек; это сплошь и рядом делает сама природа.

Представьте себе, что перед вами кусок раскаленного железа. Как узнать, какова его температура?

Измерить термометром? А если на расстоянии? Оказывается, и это возможно. Цвет — вот что является вестником повышения температуры, сначала красный, потом оранжевый и, наконец, бело-голубой. Так луч света может рассказать нам о состоянии нагретого куска металла.

Небесные тела пока еще недоступны для ученого. Но они излучают или отражают различные электромагнитные волны. Это и радиоволны, и видимый свет, и невидимые ультрафиолетовые и инфракрасные, а также рентгеновские и гамма-лучи. Свойства всех этих волн непосредственно зависят от свойств их источников. Ценнейшую информацию о космических явлениях несут с собой и потоки заряженных частиц вещества — корпускул и космических лучей.

Однако, для того чтобы добыть содержащуюся в космических излучениях информацию, необходимо прежде всего знать тот код, с помощью которого природа ее зашифровала.

Первым вестником далеких миров был световой луч. Свет, собранный телескопом, помог ученым определить положения светил, изучить их перемещение на небесном своде и тем самым составить правильное представление о строении мира. Затем на помощь астрономии пришла физика. Она принесла с собой методы, с помощью которых можно было расшифровать информацию, содержащуюся в световых волнах.

Пятиметровый зеркальный телескоп

Эти методы, возникшие в земных лабораториях, неожиданно помогли человеку проникнуть в сокровенные тайны мироздания. Еще великий английский физик Исаак Ньютон обнаружил, что луч белого света в действительности представляет собой смесь цветных лучей. Их можно «выделить» из состава белого света, если его луч пропустить через узкую щель и стеклянную трехгранную призму. Пройдя через призму, различные цветные лучи пойдут по разным направлениям, и если на их пути поставить белый экран, то мы увидим на нем спектр — маленькую искусственную радугу, непрерывную цветную полоску с постепенным переходом цветов от красного до фиолетового.

Но от разложения белого света на составные цвета до того, чтобы заставить световой луч заговорить и рассказать людям о температуре небесных тел, об их химическом составе, об их природе, было еще очень далеко. Так далеко, что даже через сто с лишним лет после открытия Ньютона это казалось многим совершенно невозможным.

«Возможно, что мы сумеем определить форму, расстояния и величину небесных светил, что мы исследуем их движения; но никогда и ни в каком случае не удастся нам изучить их химический состав…» — утверждал известный французский философ Огюст Конт. Это было в 1842 году. Но жизнь жестоко посмеялась над ученым, попытавшимся поставить предел познанию природы. Через несколько лет, в 1859 году, физик Кирхгоф и химик Бунзен открыли новый метод исследования световых лучей — спектральный анализ.

Как известно, световые волны могут иметь различную длину. И вот оказалось, что присутствие тех или иных волн в световом луче целиком зависит от природы и физического состояния светящегося тела.

Спектральный анализ стал универсальным способом изучения космических тел. Спектр — это своеобразный «волновой паспорт» небесного светила. С его помощью можно определить химический состав источника света, его температуру, скорость движения и даже проникнуть в механизм происходящих там физических процессов.

Наряду со спектральным анализом в астрономических исследованиях получили широкое распространение и другие методы изучения световых лучей.

Наблюдение затмения

С развитием науки совершенствовались методы изучения небесных тел, на помощь астрономам приходили все более точные и совершенные приборы, но сама астрономия оставалась в основном оптической наукой, изучавшей видимый свет небесных тел. Дело в том, что окружающий нас мир мы наблюдаем сквозь атмосферу, а воздушная оболочка нашей планеты поглощает львиную долю различных излучений, заполняющих мировое пространство. Сквозь воздух проходят лишь видимый свет и отчасти радиоволны. Все остальные вестники далеких миров до поверхности Земли практически не доходят и, следовательно, не могут быть зарегистрированы установленными здесь приборами.

Образно говоря, астрономы долгое время были вынуждены изучать Вселенную через небольшое оптическое «окно прозрачности» в воздушной оболочке Земли.