Топ заблуждений об астрономии. 9. На небе мы видим звёзды
Казалось бы, ну а здесь-то как можно ошибиться? Ну, ОК, кроме звёзд, мы ещё видим планеты, искусственные спутники, а с телескопом ещё галактики и туманности (впрочем, некоторые из них и без телескопа тоже). Где тут проблема? Или мы, на самом деле, не видим звёзды?
Да, на самом деле, мы их не видим: увы, мы способны видеть только лишь свет от звёзд. Ну или иное от них излучение - через спецприборы.
Казалось бы, зачем тут эта придирка к деталям? Когда мы говорим: «я вижу стол», - мы ведь тоже имеем в виду, что мы увидели свет, отражённый столом, сложившийся в некоторую картинку на сетчатке нашего глаза, которую мозг распознал, как стол. Однако для краткости мы называем это «я вижу стол». Может быть, со звёздами всё точно так же?
Не совсем.
Дело в том, что у света конечная скорость распространения. Очень большая - порядка 300 000 км/с, но всё же конечная.
Пока мы находимся в пределах Земли, мы имеем дело с расстояниями от сантиметров до, максимум, километров (расстояние до горизонта - порядка четырёх километров), поэтому изображение предмета долетает до нас за миллионные или даже миллиардные доли секунды. Ввиду чего мы можем отождествлять увиденный нами свет с самим объектом: за миллионную долю секунды стол вряд ли успел сильно измениться, да и если даже он двигался с нашими земными скоростями, то ошибка в его наблюдаемом нами местоположении по сравнению с реальным слишком ничтожна, чтобы иметь для нас значение.
Но в космосе иные масштабы. Луна находится в среднем в 380 000 километрах от Земли, поэтому свет передаёт нам то, что было на ней чуть более секунды назад.
Марс в самом оптимистичном для нас случае находится уже в 55 миллионах километров от Земли, поэтому его мы видим с задержкой в три минуты. В среднем же он удалён от нас на 225 миллионов километров и тут уже речь о задержке в двенадцать минут.
Плутон от нас в среднем в 5,7 миллиардах километров. Поэтому мы видим его с запозданием более чем в пять часов.
Глядя на небо, мы всё время смотрим в прошлое.
Но в далёкое ли? ОК, Плутон мы видим в его состоянии пять часов назад, но это ж вроде бы не так много? Он, конечно, успел куда-то улететь, но наверно ведь недалеко?
Скорость Плутона порядка 16 800 км/ч, то есть за пять часов он улетает примерно на 85 000 километров, что примерно вчетверо больше максимально возможного расстояния на поверхности Земли.
И Плутон ещё относительно близко от нас.
Удобной единицей измерения для космических расстояний является «световой год». Про него часто ошибочно думают, будто бы в световых годах каким-то хитрым способом измеряется время - ведь «год» же. Но нет, «световой год» - это буквально то расстояние, которое свет проходит в вакууме за год.
Легко догадаться, что если измерять расстояние в световых годах, то ровно с той же задержкой в годах мы будем видеть этот объект.
Так вот, до ближайшей (кроме, конечно, Солнца) к нам звезды - Проксимы Центавра - 4,2 световых года.
Чуть подальше - примерно в 6 световых годах - находится звезда Барнарда. Эта звезда примечательна тем, что она довольно быстро движется относительно нашей системы. Её скорость порядка 142 км/с.
За год она проходит 4,5 миллиардов километров. Как было сказано выше, расстояние до Плутона - 5,7 миллиардов километров. И вот эта звезда за год преодолевает четыре пятых от него.
За то время, пока от неё доходит до нас свет, она успевает преодолеть шесть таких расстояний - 28 миллиардов километров.
Диаметр нашей галактики - порядка 100 000 световых лет.
Если бы звезда Барнарда была бы расположена на другом краю галактики, то за то время, пока к нам бы дошёл её свет, она успела бы пролететь 11 расстояний от нас до ближайшей к нам звезды.
Ну или если мы, предположим, сумели бы каким-то образом разглядеть планету на этом самом противоположном к нам галактическом краю, то ситуация на ней соответствовала бы стотысячелетней давности. У нас на планете всего 5500 лет прошло от появления письменности до современной цивилизации, 40 000 лет назад вымерли последние неандертальцы, а 45 000 лет назад появилось то, что сейчас называется «нами» - Homo sapiens - как видом.
Там ведь тоже всё могло поменяться за 100 000 лет.
Одна из ближайших к нам галактик - галактика Андромеды - находится от нас в 2,5 миллионах световых лет и движется в нашу сторону со скоростью примерно 300 км/с. В результате она сейчас находится в 2500 световых годах от того положения, где мы её видим. Это почти как 600 расстояний от нас до Проксимы Центавра.
Сейчас в телескопы можно разглядеть и гораздо более далёкие объекты. И увидеть таким образом ещё более далёкое прошлое. Тем более далёкое, чем дальше от нас находится данный объект.
Расположение звёзд на небе не просто не соответствует их текущему расположению в пространстве, но вдобавок ещё и не соответствует расположению ни в какой момент времени вообще: поскольку более дальние от нас объекты успели сместиться на большее расстояние, чем ближние.
Вот как это можно проиллюстрировать. Предположим, что с зелёного кружка в центре данной иллюстрации мы наблюдаем некие, вращающиеся вокруг него объекты. Все эти объекты находятся довольно далеко, поэтому задержка по времени уже существенна.
Слева изображено, как объекты находятся в пространстве в данный момент времени, а справа - то расположение, которое мы бы видели с этого зелёного кружка.
Чтобы было понятнее, наложим картинки друг на друга.
В нашей гипотетической ситуации хотя бы сохраняется сам рисунок, хотя и смещаются расположения его фрагментов, однако в реальности небесные объекты движутся друг относительно друга не столь простым образом. И наблюдаем мы ситуацию вовсе не из неподвижного центра кругового вращения.
Иными словами, видимые нами созвездия - это именно что «видимые нами». Это не только уникальная пространственная их проекция на нашу личную «небесную сферу», но и наш уникальный временной срез ситуации - по сферическим слоям.
Переместившись на относительно далёкую звезду мы бы увидели звёздные расклады совершенно иными. Не только «под другим углом из другой точки», но и «в другом расположении во времени».
Во вселенной всё сейчас уже не так, как мы сейчас видим. И ни в какой момент времени не было так.
Причём не так не только расположение объектов, но и сами объекты. У звёзд ведь есть свой жизненный цикл - они рождаются в туманностях, взрываются сверхновыми, сгорают и превращаются в звёзды другого типа. Всё это мы можем наблюдать с Земли, но наблюдаем мы по-прежнему прошлое.
В настоящем же, возможно, некоторые из тех звёзд, которые мы видим на небе, уже не существуют. И не только в далёких-далёких галактиках, а даже в нашем ближайшем окружении. И не только видимые в телескоп, а даже видимые невооружённым глазом.
Например, одно из наиболее узнаваемых созвездий - созвездие Ориона, несёт на своём плече одну из самых ярких на нашем небе звёзд - Бетельгейзе.
Увы, вполне возможно, что её уже нет.
Мы видим её такой, какой она была 450-600 лет назад (точная оценка расстояния до звёзд такого типа сейчас сопряжена с некоторыми трудностями), и уже тогда она была в стадии, в которой весьма вероятен её взрыв, как сверхновой.
Вероятность, правда, не означает гарантии - астрономические масштабы времени весьма протяжённы, и она вполне может просветить ещё миллион лет, а то и вообще не взорваться, а просто выгореть, однако вероятность всё-таки не нулевая, а потому не исключено, что она взорвалась прямо сейчас, но узнаем мы об этом только через полтысячелетия.
Как не исключено и то, что как раз полтысячелетия назад она и взорвалась, поэтому мы узнаем об этом прямо сейчас.
Следует заметить, что учёные не предсказывали гибель всего живого на Земле из-за взрыва Бетельгейзе - это «предсказали» журналисты, неправильно понявшие слова учёных и перенёсшие описание событий, которые будут происходить вблизи Бетельгейзе на нашу Солнечную систему.
Впрочем, даже если Бетельгейзе продержится ещё долго, то всё равно ведь вспышки сверхновых постоянно наблюдаются. И большинство на самом деле произошли десятки тысяч, сотни тысяч, а то и десятки миллионов лет назад.
И в тот момент, когда с небосвода исчезает какая-то звезда, на самом деле всего лишь исчезает с нашего неба «фотография» её далёкого прошлого.
На сайте «XX2 век»
doc-файл