Маленькие рассказы о большом космосе - [29]

А Земля спокойно выслушивала эти речи: она-то знала, что она даже и не эллипсоид. И действительно, уточнения формы планеты следовали одно за другим. Да, Земля не точный эллипсоид, а более сложное тело. Тогда решили форму Земли назвать геоидом. Не правда ли, странно звучит фраза: Земля имеет форму геоида… В точном переводе это означает: Земля имеет форму Земли. Физики, дабы не выдумывать нового названия, решили: пусть Земля имеет землеобразную форму.

Вообще-то ученых не так уж интересует сама форма земной поверхности. Куда важнее для них знать «форму» земного притяжения. Знать, как оно изменяется в разных точках планеты, а значит, видеть сквозь землю. Видеть железную руду, минералы, нефть.

А корабли-спутники, мчащиеся по волнам земного притяжения? Их штурманам просто необходимо знать лоцию тяжести. Но спутники не остаются в долгу. Изучая их движение, еще лучше узнаем, как притягивает их планета и как она выглядит. Меняются представления о форме Земли, не меняется только название: геоид остается геоидом.

Ограничивающий взор

По-гречески — «горизонт». Эта обманчивая линия тысячелетиями сбивала с толку людей, думавших, что Земля имеет форму плоского диска. Туда, на край света, помещали тридесятое царство, и обитель блаженных, и столбы для небесного свода, и ворота, через которые Солнце выходит для прогулок по небу. С отчаянной решимостью устремлялись через океан полинезийцы «к туманному неясному горизонту, который вечно убегает, вечно надвигается, который вселяет ужас, за который еще никто не проникал…».

Любознательные греки, утверждавшие, что по вечерам можно слышать, как шипит горячее Солнце, опускаясь за горизонтом в океан, не рискнули отправиться туда. Впрочем, уже в VI веке до нашей эры, Пифагор заговорил о шарообразности Земли, высказывалась мысль, что отправляться некуда — у Земли нет конца и края, а есть лишь имеющая форму окружности граница того, что доступно человеческому глазу. В астрономии эта граница, до которой можно видеть ровную поверхность Земли, называется видимым, или физическим, горизонтом, от которого отличают математический, или истинный, горизонт — линию пересечения небесной сферы с горизонтальной плоскостью, проходящей через центр этой сферы, то есть обычно через глаз наблюдателя.

По черному глобусу

Где расположен остров Сицилия? Надо плыть по Средиземному морю до Апеннинского полуострова, обогнуть его южную часть, и тогда попадешь на Сицилию. Объяснение длинное и неточное. Моряки отвечают проще: широта — столько-то градусов, долгота — столько. Эти два числа — географические координаты — однозначно определяют точку на земном шаре.

Самые простые координаты — Декартовы. Три перпендикулярные друг другу плоскости, пересекаясь, дают три оси координат. Задаешь три числа — три отрезка по осям, и получаешь точку в пространстве.

А почему координатные плоскости должны быть взаимно перпендикулярными? Пусть между ними будет не прямой угол, а косой. Так появляется косоугольная система координат. А что, если взять не плоскости, а какие-то изогнутые, причудливо извивающиеся поверхности? Они пересекутся по кривым линиям. Это будет уже криволинейная система координат. Вы спросите: зачем нужны эти фокусы? Но ведь без них не было бы современной математики с ее огромными возможностями. Придумано множество различных систем координат: сферические, цилиндрические и прочие.

Для каждой задачи удобна своя система координат. Положение светил на небе определяется координатами небесными. Хотя звезды удалены от нас на разные расстояния, нам кажется, будто они находятся на некотором шарообразном своде, «черном глобусе». Этот свод называют небесной сферой, и мы находимся в ее центре, хотя не испытываем от этого никакой гордости.

Воображаемую сферу мы щедро оборудовали не менее воображаемыми точками, линиями, плоскостями. Прямо над нами находится точка, именуемая зенитом. Вертикальная линия вниз пересечет сферу в точке, называемой надиром. Захотим (а мы захотим!) — проведем через наш глаз плоскость, перпендикулярную трассе зенит — надир, стянем небесную сферу первым обручем — «истинным горизонтом».

Весь небосвод вращается как одно целое, все звезды описывают круги, и только одна Полярная звезда стоит на месте. Это «полюс мира», а через нее буравит сферу «ось мира». Тут уж мы, безусловно, захотим провести плоскость через наш бывалый глаз перпендикулярно к оси мира и получим второй обруч — «небесный экватор».

Воображаемые точки, линии и плоскости, между прочим, совершенно необходимы для наблюдения небесных «фигур» невыдуманных. У каждой звезды своя небесная «широта» и «долгота». В горизонтальной системе координат «широта» — это высота, угол между направлением на светило и горизонтом, а «долгота» — это азимут, угол между точкой горизонта, над которой находится небесное тело, и точкой юга. В экваториальной системе широта (или прямое восхождение) — угол звезды над небесным экватором. Меридианы (круги склонения) пройдут через полюс мира перпендикулярно к мировому экватору. Склонение измеряется в градусах. В сторону Северного полюса мира — со знаком плюс, в сторону Южного — минус. А прямое восхождение — в часах, минутах, секундах (из расчета: 360°=24 часам).