Факультет

Студентам

Посетителям

Наука раскрывает тайны Вселенной

Как бы ни был совершенен телескоп, с его помощью нельзя узнать всего того, что делается на далеких небесных светилах. С помощью телескопа нельзя заглянуть вглубь звезды или планеты, узнать, из чего она состоит, нельзя измерить ее температуру.

Многим и сейчас кажется невероятным, что люди вообще могут узнать химический состав небесных тел. Ведь для того, чтобы исследовать звездное или планетное вещество, нужно было бы получить кусочек, скажем. Солнца, принести его в лабораторию и там подвергнуть химическому анализу. Но это невозможно. И все-таки ученые смогли точно установить и научно доказать, что химическим состав Земли и всех небесных светил един. Волшебным ключом, который позволил науке проникнуть в тайны вселенной, оказался открытый в 1859 году спектральный анализ.

Каким же образом удалось узнать то, что много столетий казалось совершенно невозможным?

Известно, что белый солнечный свет состоит из ярких разноцветных лучей, которых наш глаз в отдельности не различает. Но если эту смесь лучей пропустить через призму (трехгранное стекло), то призма разъединит их, и тогда станет виден каждый цвет в отдельности.

Часто можно увидеть, как солнечный луч, пройдя сквозь граненое стекло — будь то край зеркала или многогранная стеклянная подвеска на люстре, — исчезает и вместо него появляется разноцветная полоска. Это и есть солнечный спектр.

Миллионы людей не раз замечали эту маленькую радугу, но никому не приходило в голову, что она может раскрыть одну из важнейших тайн вселенной.

Однако человеческий ум упорно постигает секреты природы. В конце концов он разгадал и значение солнечного спектра.

Оказалось, что спектр есть не только у Солнца. Спектр есть у всех светящихся веществ.

Для наблюдения спектров имеется особый прибор — спектроскоп. Он состоит из двух трубок и одной или нескольких призм. Лучи света, попав через щель в первую трубу, выходят из нее, падают на призму и преломляются в ней. После этого они входят во вторую, зрительную трубу, через которую смотрит наблюдатель. В эту трубу наблюдатель видит спектр.

Раскаленные газы и пары каждого вещества дают спектр, состоящий из ярких цветных линий на темном фоне, и каждая цветная линия всегда занимает свое строго определенное место среди других линий спектра.

Так всякий исследуемый светящийся газ даст в спектроскопе свой особенный спектр, только ему присущие цветные линии, по которым можно определить, какой это газ или пар.

Так можно узнать химический состав веществ, которые имеются на Земле. Но как же исследовать состав Солнца?

Солнечный спектр, имеющий вид радужной полоски, весь испещрен темными линиями, если его рассматривать в настоящий спектроскоп.

Стремясь разгадать значение темных линий, ученые обнаружили, что пары всякого вещества не только испускают присущие им лучи, но и поглощают в спектре лучи того же самого цвета, если за этими парами находится более горячий источник света, дающий спектр в виде радужной полоски. Такой сплошной спектр дает очень толстый слой чрезвычайно горячих газов. Значит, Солнце — этот огромный шар — состоит из горячих газов.

Солнечный свет, прежде чем попасть на Землю, проходит сквозь раскаленную атмосферу, окружающую Солнце. Но солнечная атмосфера холоднее, чем само Солнце, и в данном случае она поглотит из солнечного света лучи того же цвета, какие находятся в спектре веществ, имеющихся в атмосфере Солнца. В том месте спектра, где должна находиться цветная линия, обозначающая определенное химическое вещество, в спектре Солнца будет стоять темная линия. Зная точно, в каком месте спектра должна находиться цветная линия определенного химического вещества, можно по темным линиям в солнечном спектре точно определить, какие химические вещества присутствуют в его атмосфере.

Интересно, что при помощи спектрального анализа, этого сильнейшего средства астрономии, газ гелий сперва был открыт на Солнце. И только много лет спустя его открыли на Земле: спектры некоторых земных минералов обнаружили линию, по цвету и занимаемому месту точно похожую на линию гелия в солнечном спектре. И скоро ученые добыли его лабораторным путем в чистом виде.

Сейчас гелий уже не такой редкий газ, — им иногда наполняют дирижабли, потому что он легче воздуха, хотя он и тяжелее, чем более дешевый, но легко воспламеняющийся водород.

С помощью спектрального анализа ученые исследовали спектры Солнца и других небесных тел. Они совершенно точно установили, что химический состав всей вселенной одинаков. Все тела вселенной состоят из одних и тех же простейших веществ: водорода, кислорода, железа и т. п. Теперь это уже научный факт, а не предположение.

Можно сказать, что «кирпичики», из которых построены небесные тела, почти одинаковы по качеству. А ведь все живое, в конце концов, состоит из самых простейших веществ, которые входят в состав всей окружающей нас природы — земли, гор, рек.

Значит, везде в мировом пространстве есть тот материал, из которого формируются живые организмы.

Спектр твердых тел, не испускающих своего света и лишь отражающих чужой, таков же, каков спектр освещающего их источника света. Спектры поверхности планет, освещенных Солнцем, спектры белой стены, снега или листа белой бумаги совершенно одинаковы, — они являются копией спектра Солнца. Поэтому узнать химический состав снега, белой бумаги и поверхности планет по их спектру нельзя. Однако разные горные породы и вещества, например сера, гранит, песок, снег, трава и т. п., несколько различно отражают свет Солнца, и по этим отличиям иногда можно бывает обнаружить некоторые вещества, составляющие поверхность Лупы и планет, светящихся отраженным светом. Кроме того, атмосфера всякой планеты состоит из газа, и ее химический состав можно узнать точно. Действительно, свет Солнца, отраженный планетой, проходит сквозь ее атмосферу, прежде чем он попадет на Землю. Газы, из которых состоит атмосфера планеты, поглощают свет, как об этом мы уже говорили. Это также вызывает появление в спектре планеты темных линий. По этому «спектру поглощения» мы и определяем, из каких веществ, каких газов состоит атмосфера планеты.

Наука нашла также способ измерять и температуру планет. Если спаять концы тонких проволочек, сделанных из разных металлов, и место спайки нагреть, то в проволочках возникнет электрический ток, силу которого измеряют особыми приборами. Такие две проволочки называются термоэлементом. Чем сильнее нагревание, тем сильнее электрический ток возникает в термоэлементе. Следовательно, по силе тока можно определить величину нагревания.

Чтобы измерить температуру планеты, термоэлемент устанавливают на маленькое изображение планеты, которое дает телескоп. Поэтому термоэлементы для астрономических измерений делаются очень маленькими. Миниатюрные размеры повышают также его чувствительность. Термоэлемент, которым измеряют температуру на Марсе, имеет размер в 1/30 миллиметра и весит всего лишь 0,1 миллиграмма. Таким крошечным прибором на расстоянии трехсот километров можно уловить тепло обыкновенной свечи, — настолько он чувствителен.

Итак, ученые имеют не одного, а нескольких помощников — несколько приборов, благодаря которым они могут, хотя и не в той мере, как хотелось бы, изучать поверхность планеты.

Имея в руках такие данные, можно уже сказать, с большей или меньшей определенностью, возможна ли жизнь на других планетах.

В далекой древности люди, наблюдая звездное небо, заметили, что не все, светила одинаковы. Они обратили внимание на то, что некоторые звезды не мерцают, а светятся ровным светом и, кроме того, меняют свое положение на небе по отношению к другим, неподвижным звездам.

Эти светила они назвали планетами, что в переводе означает «блуждающие звезды».

Ученые, изучая небо, постепенно установили, что планеты отличаются от звезд не только своим немерцающим светом и блужданием по небу. Они отличаются от них во многом. Планеты — это близкие к нам небольшие небесные тела, сходные с нашей Землей, не имеющие собственного света и, подобно Земле, обращающиеся около Солнца, а звезды — огромные, раскаленные, самосветящиеся газовые шары, такие же, как наше Солнце — источник всего живого на Земле.

Температура поверхности даже самых, если можно так выразиться, холодных звезд — около 3000 градусов. На такой звезде все самые тугоплавкие металлы обращаются в пар. Наше Солнце далеко не самая горячая из звезд, а его поверхность раскалена до 6000 градусов. И наука делает уверенный вывод: жизнь на звездах невозможна.

А возможна ли жизнь на планетах?

Нам теперь доподлинно известно, что планеты — это твердые темные тела, светящиеся отраженным светом. Земля, на которой мы живем, такая же планета, как а Луна, Меркурий, Марс и прочие. Когда-то она была газовым сгустком, оторвавшимся от Солнца. Потом стала огненно-жидкой и, свободно отдавая свое тепло в холодное межзвездное пространство, быстро остывала.

Когда поверхность Земли охладилась, мощные потока воды, падавшие из атмосферы на Землю, не превращались уже в пар и постепенно образовали первобытные океаны.

В теплых заливах древних морей из неживой материя зародились первые комочки жизни, первые клетки живых организмов — родоначальники всего разнообразия растительного и животного царства Земли.

Так было на нашей планете. Нечто похожее должны были переживать и другие планеты солнечной системы.

Но обитаемы ли они? Есть ли на них условия для жизни, такие же благоприятные, как на планете Земля?

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: