Прохождение венеры по диску солнца 1769
Обновлено: 16.05.2024
Роза Мария Рос. «Мир математики» № 30
«Музыка сфер. Астрономия и математика»
Систематизация и структурирование результатов астрономических наблюдений возможны только благодаря математике. Более того, математика сыграла важнейшую роль в развитии астрономии. Однако астрономия имеет свои особенности: вы не можете повторить эксперимент в лаборатории в любое удобное время, изменив то или иное условие. А ведь как прекрасно было бы заказывать затмения по желанию!
Хочу частичное солнечное затмение! Нет, лучше полное!
Астрономия родилась одновременно с человечеством. Телевизора у древнего человека не было, и он наверняка проводил вечера, глядя на звёздное небо. По крайней мере, на небо он смотрел чаще, чем любой из нас. Постепенно наши предки начали понимать, что некоторые астрономические явления повторяются и, наблюдая за ними, можно определить, когда начинать сеять, а когда — отправляться на охоту.
Несомненно, все эти знания помогали людям выживать. Так наука впервые доказала свою полезность. Кроме того, древние люди считали, что те явления, которые они не могут объяснить, происходят по воле Бога. Такие события были сакральными, их связывали с выполнением определённых ритуалов, которые и стали задачей жрецов различных примитивных культов.
Астрономия всегда была близка простым людям, поэтому, возможно, в прошлом она была ближе к человеку, чем сейчас. Мой дед-крестьянин знал то, что сейчас неизвестно большинству городских жителей. К примеру, он рассказывал, что каждую ночь луна восходит на час позже (в действительности на 50 минут, однако подобная точность для крестьянина была несущественной). Моя бабушка знала, что летом солнце стоит выше, чем зимой: его лучи проникали через окно и освещали дальнюю стену комнаты в разное время года по-разному. Интересно, что астрономия больше других наук привлекает любителей во всём мире. Возможно, вызвано это тем, что небо всегда находится у нас над головой, даже в облачный день, а вот, например, любителям-орнитологам надо ехать в какие-то определённые места, что бы наблюдать, как птицы вьют гнёзда. Обилие астрономов-любителей является одной из характерных особенностей данной науки. Благодаря этому распространение новых результатов в астрономии происходит успешно и очень быстро, а некоторым астрономам-любителям удалось добиться больших успехов в изучении небес.
Мне кажется, что распространение результатов астрономических наблюдений происходит проще, чем в других науках, потому что астрономия очень наглядна.
Объяснить последние математические открытия, относящиеся, например, к теории чисел или дифференциальной геометрии, довольно сложно, а продемонстрировать последние снимки, полученные телескопом «Хаббл», нетрудно. Кто из нас, затаив дыхание, не рассматривал фотографии космоса? Более того, астрономия в грамотном изложении по эмоциям и накалу страстей не уступит и сериалу. Кто из нас не удивится, узнав, что звёзды рождаются, стареют и умирают, а некоторые из них ждёт трагическая гибель? Кто не расчувствуется, узнав, что именно внутри звёзд родились самые тяжёлые химические элементы, из которых состоит наше тело? Кто не почувствует себя частью космоса, узнав, что мы — всего лишь дети звёзд, звёздная пыль? Кроме того, во Вселенной движутся и сталкиваются между собой целые галактики. В конечном итоге астрономия — это целый мир, полный прекрасных образов.
Люди хотят узнать об астрономии больше — возможно, потому, что эта наука рассказывает о прошлом, о том, как вращается Земля, о Солнечной системе, о космосе и, следовательно, о нашем доме. И ещё она говорит о том, откуда мы взялись.
Также астрономия позволяет предсказывать смену времён года, затмения, положение планет и звёзд на небе. Этот аспект порой используют псевдоучёные, чтобы предсказать какие-то явления, никак не связанные с расположением небесных тел. Возможно, это является следствием самой природы человека: люди чувствуют неуверенность в будущем и пытаются устранить её любыми способами, например с помощью астрологических прогнозов.
Кстати, если говорить о прогнозах, то между астрономией и математикой существует особая связь, ведь астрономические прогнозы являются результатами математических расчётов. По сути, многие задачи астрономии стало возможным решить благодаря развитию новых разделов математики.
Я ожидаю, что эта книга придётся по душе читателю, и в ней он найдёт ответ на некоторые интересующие его вопросы. Возможно, после чтения у вас возникнут новые идеи — именно таким путём и движется наука. Любой исследователь понимает, что он зажат в рамки: с одной стороны, он испытывает удовольствие от того, что побеждает неподвластную ранее задачу или начинает понимать то, чего раньше не понимал, но, с другой стороны, ему не дают покоя всё новые и новые вопросы.
Я была бы очень рада, если бы читатель получил от этой книги удовольствие сродни исследовательскому. Признаюсь, я работала над ней с наслаждением и надеюсь, что и вы испытаете нечто похожее.
Книга состоит из пяти глав, посвящённых важнейшим темам астрономии, связанным с математикой, — положению планет и измерению времени. В двух первых главах рассказывается об относительном положении небесных тел и расстояниях между ними, в двух последних — об измерении времени. В самой важной, третьей главе, мы поговорим о затмениях — астрономических явлениях, во время которых небесные тела занимают особое положение в пространстве.
Глава 1. Основные углы и расстояния: азбука астрономии
Очевидно, что основной целью науки, посвящённой наблюдению и изучению объектов, является определение их местоположения. В решении этой крайне важной задачи главную роль играет математика, позволяющая вычислить три значения: величины двух углов, указывающих расположение объекта на небесной сфере, и расстояние от объекта до нас. Определить эти два угла сравнительно просто, а вот вычисление расстояний до небесных тел — напротив, одна из сложнейших задач астрономии.
Определение положения по двум углам
Для расчёта положения тела на поверхности Земли используется метод координат. Так как результаты астрономических наблюдений часто зависят от того, где находится наблюдатель, учитывать земные координаты при работе с астрономическими данными крайне важно. Коротко опишем метод расчёта положения небесных тел.
Наша планета вращается вокруг оси, которая обычно используется в качестве линии отсчёта при определении положения точек на поверхности Земли. К примеру, точки пересечения земной оси с поверхностью нашей планеты называются Северным и Южным полюсом. Если мы рассмотрим плоскость, перпендикулярную оси вращения Земли и проходящую через центр нашей планеты, то увидим, что линией пересечения этой плоскости и земной поверхности будет экватор, который делит Землю на два полушария, Северное и Южное (в их вершинах находятся Северный и Южный полюс соответственно). Если теперь мы представим бесконечное число плоскостей, параллельных экватору, и рассечём этими плоскостями поверхность Земли, то получим окружности меньшего размера — параллели.
Теперь представим, что Земля подобна апельсину, разделённому на дольки с помощью линий, проходящих через оба полюса перпендикулярно экватору. Будем называть эти линии меридианами. В отличие от экватора и параллелей, все меридианы имеют равную длину. В 1884 году было принято решение выбрать в качестве нулевого меридиан, проходящий через Гринвичскую обсерваторию близ Лондона. Этот меридиан сохранил свой статус до наших дней, хотя ранее большинство европейских моряков использовали в качестве нулевого меридиан острова Иерро в Канарском архипелаге, точнее меридиан мыса Орчилья на западной оконечности острова. Вызвано это было тем, что со времён Птолемея остров Иерро считался концом известного мира, и до 1492 года о землях, лежащих к западу от острова, ничего не было известно.
Еще 6 июня 1761 года, наблюдая прохождение планеты Венеры по диску Солнца, великий российский ученый Михаил Ломоносов сделал вывод, что Венера обладает атмосферой. Он увидел «тонкое как волос сияние».
Предположения Ломоносова подтвердили более поздние исследования – современные ученые знают, что атмосфера Венеры намного плотнее и горячее атмосферы Земли: температура у поверхности составляет порядка 467 градусов Цельсия при давлении около 93 бар, основные газы атмосферы - двуокись углерода и азот.
Поверхность планеты скрывают толстые облака из сернистого газа и серной кислоты, не позволяя взглянуть на венериан и окружающий их пейзаж. Поэтому изучают Венеру в основном с помощью радиолокационных исследований.
Во вторник и среду наблюдения за парадом Венеры будут вестись во всех уголках земного шара. Американский астронавт Дон Петтит планирует совершить серию наблюдений за транзитом Венеры с борта Международной космической станции и передаст первые снимки этого события на Землю. Международная команда астрономов планирует поставить эксперимент под таинственным названием «Сумерки Венеры» для изучения утренней звезды и выяснения деталей того, как Михаил Ломоносов открыл атмосферу планеты. Для этого ученые установили в Австралии, Казахстане, Японии, на западном побережье США, Гавайских островах и на Шпицбергене специальные телескопы – коронографы, которые отфильтровывают свет определенным образом.
Знаменитый космический телескоп Хаббл тоже подрагивает в нетерпении – он вместе со всеми не преминет понаблюдать редкое явление. Хаббл направит свое око на Луну, и изучит спектральный состав отраженного солнечного света, прошедшего через атмосферу Венеры. Таким образом он еще и поможет выяснить, можно ли таким же методом изучать атмосферы экзопланет.
Российские астрономы в Пулковской обсерватории тоже приняли низкий старт в полной боевой готовности. «У нас планируются наблюдения на центральной башне, а также на солнечном телескопе для любительских целей. Для проверки теории движения планеты мы будем определять расстояния между центром Венеры и центром диска Солнца с использованием астрометрических телескопов. На Горной астрономической станции Пулковской обсерватории в горах Кавказа мы также планируем проведение спектрофотометрических наблюдений для получения данных об атмосфере Венеры, что важно для анализа наблюдений экзопланет», — сказал Александр Девяткин, заместитель директора обсерватории.
Конечно же, и астрономы-любители не пропустят чудо, вооружившись биноклями и телескопами - транзит начнется вечером 5 июня в 22 часа по Гринвичу и завершится ночью в 4 часа 52 минуты. На Дальнем Востоке можно будет наблюдать весь цикл, а на Европейской части России только завершающую фазу. В Европейской части России Солнце взойдет над горизонтом уже с Венерой на диске. Середина прохождения будет в 05.34 по московскому времени 6 июня, а 08.57 все уже завершится, сообщает «Наука и жизнь».
При отсутствии бинокля и телескопа. Понаблюдать за небесным явлением, которое повторится только в декабре 2117 года, можно с помощью объектив-телевика для фотоаппарата, только надо установить обязательно темный фильтр – иначе можно испортить зрение.
Актер Александр Пашутин: Посмотрите, миллиардами люди воруют!
Какой ценой в Китае победили COVID-19
Всемирный день Солнца
Российские ученые проектируют космический аппарат для исследования Венеры
«Электрум» - бравый космический страж Галактической Империи. О последнем из «Венаторов» во вселенной «Звёздные войны»
Космический корабль Объединенных Арабских Эмиратов готовится выйти на орбиту Марса
Ученые заявили, что на этой неделе высока вероятность магнитных бурь
В Гаагском суде МИД Украины отменил «российско-украинскую войну»
Avia.pro: российские вертолеты Ка-52 на границе Сирии не допускают прорыва войск Турции в арабскую республику
Avia.pro: после турецких обвинений России по Сирии Москва отправила в арабскую республику корабль, груженный бронетехникой
Озвучено предсказание о возможном начале Третьей мировой из-за парада планет 4 июля
Названы пять возможных сценариев конца света из-за парада планет 4 июля 2020-го
Довилялся хвост собакой: российские товары обложили европейским налогом
В Челябинске объем выбросов в атмосферу должен снизиться на 31,5% до 2024 года
Станьте членом КЛАНА и каждый вторник вы будете получать свежий номер «Аргументы Недели», со скидкой более чем 70%, вместе с эксклюзивными материалами, не вошедшими в полосы газеты. Получите премиум доступ к библиотеке интереснейших и популярных книг, а также архиву более чем 700 вышедших номеров БЕСПЛАТНО. В дополнение у вас появится возможность целый год пользоваться бесплатными юридическими консультациями наших экспертов.
-
Введите свой электронный адрес, после чего выберите любой удобный способ оплаты годовой подписки
3 июня 1769 года британский мореплаватель капитан Джеймс Кук , британский натуралист Джозеф Бэнкс , британский астроном Чарльз Грин и шведский натуралист Даниэль Соландер зафиксировали прохождение Венеры на острове Таити во время первого кругосветного путешествия Кука . Во время транзита Венера выглядит как маленький черный диск, движущийся по Солнцу. Это необычное астрономическое явление происходит по схеме, повторяющейся каждые 243 года. Он включает в себя два транзита с интервалом в восемь лет, разделенных перерывами в 121,5 и 105,5 лет. Эти люди вместе с командой ученых были заказаны Лондонским королевским обществом с основной целью наблюдения за прохождением Венеры. Их открытия не только помогут расширить научные знания, но и помогут в навигации , точно вычислив долготу наблюдателя. В то время долготу было сложно определить и не всегда точно. «Секретная» миссия, последовавшая за транзитом, включала исследование южной части Тихого океана с целью найти легендарную Terra Australis Incognita или «неизвестную землю юга».
СОДЕРЖАНИЕ
Задний план
В 1663 году шотландский математик Джеймс Грегори придумал использовать транзиты Венеры или Меркурия для определения астрономической единицы путем измерения видимого солнечного параллакса между различными точками на поверхности Земли. В выпуске « Философских трудов Королевского общества» 1716 года Эдмунд Галлей более полно проиллюстрировал теорию Грегори и объяснил, как она может установить расстояние между Землей и Солнцем. В своем отчете Галлей предложил места, в которых следует рассматривать полный транзит из-за «конуса видимости». Места, которые он рекомендовал для наблюдения за этим явлением, включали Гудзонов залив , Норвегию и Молуккские острова . Следующие транзиты должны были произойти в 1761 и 1769 годах. Галлей умер в 1742 году, почти за двадцать лет до транзита.
Наблюдение за транзитом 1761 года потребовало усилий 120 наблюдателей из девяти стран. Томас Хорнсби сообщил, что наблюдения не увенчались успехом, прежде всего из-за плохих погодных условий. В 1766 году он предупредил Королевское общество о том, что необходимо начать подготовку к транзиту 1769 года. Публикация Хорнсби в « Философских трудах Королевского общества» в 1766 году сосредоточила внимание на «конусе видимости», указывающем, как и в Галлее, на некоторые из лучших мест для наблюдения за транзитом. Королевское общество хвасталось, что британцы «не уступают ни одной нации на земле, древней или современной», и стремилось сделать еще одну попытку.
При выборе места для просмотра транзита Королевское общество в основном выбирало места, которые Галлей предложил в своей статье 1716 года. Комитет рекомендовал наблюдать за транзитом с трех точек: мыса Нордкап на северной оконечности Норвегии, форта Черчилль в Гудзоновом заливе в Канаде и подходящего острова в южной части Тихого океана . Они заявили, что в каждое место должны быть направлены по два компетентных наблюдателя. Король Георг III одобрил проект и распорядился о предоставлении флотом кораблей. Он выделил для общества 4000 фунтов стерлингов, чтобы покрыть расходы.
Выбор острова, корабля и капитана
В июне 1767 года британский мореплаватель Сэмюэл Уоллис совершил первый европейский контакт с Таити . Уоллис вернулся из путешествия вовремя, чтобы помочь Королевскому обществу решить, что это идеальное место для наблюдения за прохождением Венеры. Большим преимуществом было то, что Таити был одним из немногих островов в южной части Тихого океана, долготу и широту которого они знали . Адмиралтейство не было заинтересовано в частности , когда в южной части Тихого океана наблюдения транзита Венеры будет иметь место. Их больше интересовала «секретная» миссия, которая будет раскрыта после наблюдения транзита Венеры: поиск предполагаемого южного континента. HM Bark Endeavour был выбран, чтобы доставить астрономов и других ученых на Таити. Джеймс Кук был назначен лейтенантом и командовал судном. Кук был очевидным выбором, поскольку он был выдающимся моряком с навигационной квалификацией, способным астрономом и наблюдал кольцевое затмение 1766 года на Ньюфаундленде, о котором Джон Бевис сообщил Королевскому обществу .
Подготовка к транзиту
Когда « Индевор» прибыл на остров, Кук решил установить на берегу транзитную обсерваторию Венеры . Ему требовалась полностью устойчивая платформа, которую корабль не мог предоставить, и много места для работы. Местоположение обсерватории будет известно как «Форт Венеры». Для этого места была выбрана песчаная коса на северо-востоке залива Матаваи , названная Куком Точкой Венера . Они начали строительство форта Венеры через два дня после прибытия. Обозначили периметр, и началось строительство. С трех сторон у него были земляные валы, примыкающие к глубоким каналам. Лес был собран, чтобы построить частокол, который увенчал земляные укрепления. Бочки с корабля были заполнены влажным песком и использовались для устойчивости. Восточная сторона форта обращена к реке. С корабля привезли конные орудия. Были построены ворота, и внутри этого укрепления были разбиты пятьдесят четыре палатки, в которых размещались команда, ученые и офицеры, а также обсерватория, кузнечное оборудование и кухня. Кук отправил группу во главе с Закари Хиксом в точку на восточном побережье острова для дополнительных наблюдений. Джон Гор возглавил еще одну группу из тридцати восьми человек на соседнем острове Эймео ( Муреа ). Обе стороны были проинформированы и снабжены необходимым оборудованием.
День транзита
Наблюдателям было приказано записать прохождение четырех фаз пути Венеры через Солнце. Первая фаза была, когда Венера начала «касаться» внешнего края Солнца. Во второй фазе Венера полностью находилась внутри солнечного диска, но все еще «касалась» внешнего края. В третьей фазе Венера пересекла Солнце, все еще была полностью внутри диска, но «касалась» противоположного края. Наконец, в четвертой фазе Венера полностью отклонилась от Солнца, но все еще «касалась» его внешнего края.
В день перехода небо было чистым. Независимые наблюдения были выполнены Джеймсом Куком, Грином и Соландером на их собственных телескопах. Из-за редкости события было важно вести точные записи. Следующий переход произойдет только в 1874 году.
В своем дневнике Кук написал:
Этот день оказался настолько благоприятным для нашей цели, насколько мы могли пожелать, ни одного Клоуда не было видно весь день, а воздух был совершенно чистым, так что у нас были все преимущества, которые мы могли пожелать, наблюдая за всем прохождением реки. Планета Венера над солнечным диском: мы очень отчетливо видели Атмосферу или темную тень вокруг тела Планеты, которая очень нарушала времена Контактов, особенно двух внутренних. Доктор Соландер наблюдал так же хорошо, как и мистер Грин и я, и мы сильно отличались друг от друга в наблюдении за временем Контактов, чем можно было ожидать. Телескоп мистера Гринса и мой имели одинаковое увеличение, но у доктора было больше, чем у нас.
Результаты 1769 транзитных наблюдений
Королевское общество было очень разочаровано результатами данных, собранных во время транзита, и отчетом Кука. Наблюдатели Таити не смогли определить время проведения этапов, и их рисунки были непоследовательными. Позже они выяснили, что то же самое было и с наблюдателями в других местах. Наблюдатели со всех концов отметили дымку или «черную каплю», которая, казалось, следовала за Венерой, что очень затрудняло регистрацию точки входа времени на Солнце и выхода из Солнца.
В том, что они считали неудачей в наблюдении, Королевское общество решило обвинить Грина, который умер во время обратного путешествия в Англию. Упрек Кука был настолько резким, что был взят из официальных протоколов Общества. Грин не имел возможности лично представить свои данные, и он не мог защитить себя.
Научное сообщество
В статье Галлея 1716 года содержится призыв к наблюдателям наблюдать за транзитом в разных местах земного шара. Реакция научного сообщества была поразительной. На 62 постах транзита 1761 года находилось не менее 120 наблюдателей. Наблюдения проводились не только в Европе , но и в Калькутте , Тобольске , Сибири , мысе Доброй Надежды и Сент-Джонс на Ньюфаундленде. Просмотр 1769 года также оказался масштабным международным мероприятием.
Современные результаты по сравнению с результатами транзита 1769 г.
Используя значения солнечного параллакса, полученные при прохождении в 1769 году, Хорнсби написал в « Философских переходах, декабрь 1771 года», что «среднее расстояние от Земли до Солнца составляет 93 726 900 английских миль». Радиолокационное основанное значение , используемое сегодня для астрономической единицы составляет 92,955,000 миль (149597000 км). Это разница всего в восемь десятых процента. Их работа находилась в пределах расстояний афелия и перигелия до Солнца,
95 миллионов миль и
91 миллиона миль соответственно. Учитывая то, с чем пришлось работать этим астрономам, их результаты были «совершенно замечательными».
Конволют из десяти аллигатов; посвящен наблюдениям за прохождением Венеры через диск Солнца различных европейских и русских ученых.
Крафт В. Л. Выдержки из наблюдений, произведенных в Оренбурге по случаю прохождения Венеры через Солнечный диск г-ном Крафтом,
адъюнктом Императорской Академии Наук в Санкт-Петербурге. – СПб., 1769 г.
Эйлер Х. Выдержки из наблюдений, произведенных в Орске по случаю прохождения Венеры через диск Солнца г-ном Христофором Эйлером,
ст.лейтенантом Императорского Артиллерийского полка. – СПб., 1769 г.
Ловиц Г. М. Выдержки из наблюдений, произведенных в Гурьеве по случаю прохождения Венеры через диск Солнца г-ном Георгом Морицем Ловицем,
профессором и членом Императорской Академии Наук в Санкт-Петербурге.
СПб., 1770 г.
Пикте Ж. Л. Выписка из Журнала наблюдений,
произведенных г-ном Пикте в Умбе и Лапландии по случаю прохождения
Венеры через диск Солнца. – СПб., 1769 г.
Малле-Фавр Ж. А. Наблюдение за прохождением Венеры через диск Солнца,
сделанное в Поное и в Лапландии г-ном Малле. – СПб., 1769 г.
Румовский С. Я. Наблюдения за прохождением Венеры через диск Солнца
и за солнечным затмением,
учрежденные Стефаном Румовским в Коле в Лапландии
23 мая-3 июня 1769 г. – СПб., 1769 г.
Майер К. Изложение результатов наблюдений за Венерой и за солнечным затмением, совершенных в петербургской астрономической обсерватории 23 мая 1769 г.
Его сиятельству и Его превосходительство г-ну графу Орлову,
директору Императорской Академии Наук, смиренно представляющему всю прославленную Академию, от Кристиана Майера, придворного астронома императора,
а также профессора математики в Гейдельсбергском университете,
члена Лондонского Королевского общества,
Императорского общества натуралистов и Болонского института. – СПб., 1769 г.
Исленьев И. И. Выписки из Журнала наблюдений за прохождением Венеры
через солнечный диск в Якутске, капитана Исленьева. – СПб., [1770].
Исленьев И. И. Наблюдения по случаю прохождения Венеры по Солнцу в Якуцке
учиненныя капитаном Иваном Исленьевым. - СПб.: При Имп. Акад. наук, 1769 г.
Хелл М. Наблюдение за прохождением Венеры через диск Солнца 3 июня 1769 года в Вердё.
Под покровительством могущественнейшего и милостивейшего
короля Дании и Норвегии Кристиана VII.
Составлено и прочитано в виде лекции Королевскому Научному обществу в Копенгагене Максимиллианом Хеллом, астрономом Венского Королевского университета,
членом Королевского Научного общества Копенгагена и Тронхейма,
а также членом-корреспондентом Королевской Академии Наук в Париже. – Копенгаген, 1770 г.
Портрет академика С. Я. Румовского.
Автор неизвестен. Начало XIX в.
Максимилиан Хелл в лапландском костюме
во время астрономических наблюдений в Вердё в 1969 г.
Марка ЧССР 1970 г., в серии с пометкой ЮНЕСКО.
М. Хелл изображен в меховой лапландской шапке.
Читайте также: