Всем привет! Добро пожаловать в Crash Course: Астрономия. Я, Фил Плейт, буду
вашим гидом в экскурсии по всей необъятной Вселенной. Лучше взять с собой что-нибудь перекусить.
В течение этого курса мы исследуем планеты, звезды, черные дыры, галактики, элементарные
частицы и даже судьбу всей нашей Вселенной
Но прежде чем делать первые шаги в космосе, давайте немного отшагнем назад. Мне хотелось бы поговорить с вами о науке.
Есть много определений слова 'наука', но я бы сказал, что это 'сами знания
и методы, с помощью которых мы их получили'
Наука говорит нам, что все, что мы считаем известным, может быть известным не до конца; наши познания могут быть частично или полностью
ошибочными. Нам надо наблюдать за Вселенной, за её поведением, строить предположения о том, почему
все происходит именно так и потом попытаться обосновать или опровергнуть наши идеи.
Последнее -- особенно важно. Наука, прежде всего, должна быть честной, если мы действительно хотим
докопаться до сути вещей.
Осознание того, что наше понимание может быть ошибочным -- необходимо для науки; и только в попытке выяснить
где именно мы можем ошибаться, наука может привести нас
к правде, или, по крайней мере, к её приблизительному значению.
Наука изучает вещи. Мы используем её с неточностями, чуть искажаем, но в итоге мы подходим ещё ближе и ближе
к пониманию реальности, и в этом есть сила науки. И она вокруг нас!
Осознаете ли вы это или нет, вы просто утопаете в науке.
Вы -- в отряде Приматы. Ваше тело имеет массу. Митохондрии
в ваших клетках генерируют энергию. Скорее всего, вы вдыхаете кислород.
С астрономией немного иначе. Без сомнения, астрономия -- наука, но она указывает на ваше нахождение.
Благодаря астрономии, я знаю, что мы находимся на сфере, состоящей, в основном, из пластичных масс расплавленного металла,
около 13000 километров в диаметре, с газовой оболочкой -- атмосферой, примерно 100 км над нами, окруженной
магнитным полем, которое защищает нас от потока элементарных частиц с Солнца, расположенного 150 миллионов
километров от нас. Оно также источает свет, стремящийся пересечь пространство, освещающий
планеты, астероиды, звездную пыль и кометы, проходящий через Пояс Койпера, сквозь
Облако Оорта, в межзвездное пространство, мимо ближайших звезд, которые, в свою очередь, вместе с
газовыми облаками и вращаются в огромной спиральной галактике с названием Млечный Путь, со сверхмассивной
черной дырой в центре, окруженной 150 шаровыми звездными скоплениями, ореолом темной
материи и карликовыми галактиками (некоторые из них она поглощает); все это можно наблюдать из других
галактик нашей Местной группы, вроде Андромеды и Треугольника, а наша группа находится на окраине
скопления Девы, входящего в сверхскопление Девы, которое является одним из
многих других гигантских структур, пролегающих в пространстве всей видимой Вселенной,
размером около 90 миллиардов световых лет в диаметре, расширяющейся с каждым днем, и сегодня даже быстрее, чем
вчера из-за влияния неизведанной таинственной темной энергии, и даже все это вместе может быть частью
бесконечной Мультивселенной, вечно распространяющейся во времени и пространстве.
Вот видите? Астрономия указывает ваше местоположение.
Но что именно есть Астрономия? Нельзя сказать, что ответ очевиден.
Когда я был ребенком, ответить было легко: Астрономия изучает небесные тела. Солнце, Луну,
звезды, галактики и все такое. Но сейчас не так просто расставить все по местам.
К примеру, Марс. Когда я достаю телескоп, направляю и смотрю
на Марс, это астрономия, так? Конечно! Но что насчет марсоходов? Вся эта техника
определенно занимается не астрономией, а химией, геологией, гидрологией, петрологией...
всем, кроме астрономии.
Итак, что есть астрономия в наши дни? Я бы сказал, это все ещё изучение небесных тел, но
это принимает немного иное значение. Границы между астрономией и другими науками
расплывчаты... и об этом я буду рассуждать в других сериях нашего курса. Люди обычно
предпочитают определённые и отчетливые границы между вещами, но природа сама по себе не такая.
И это приводит нас к первому выпуску "Сфокусируемся на.."
Тема этой недели: Астрономы! Кто мы? Чем мы занимаемся?
Раньше я зарабатывал себе на жизнь тем, что смотрел в телескоп, или, по крайней мере, изучал данные с
детекторов на телескопах. Но теперь я говорю и пишу (и снимаю видео) об астрономии,
и смотрю только лишь в собственный телескоп на заднем дворе дома. Но я все ещё считаю себя
астрономом, и это должно дать вам понять всю свободу, скрытую в этом определении.
На самом деле, когда я работал на Станции Телескопа Хаббл, я занимал должность... программиста!
Я писал коды для тех, кто конструировал и настраивал фотокамеру, которая
позже запускалась в космос и устанавливалась на Хаббл космонавтом.
Когда данные с камеры сняты и проанализированы, нужно знать, что с ними надо
делать. Подходят ли наблюдения к нашим представленным моделям того, как взрываются звезды или формируются
галактики, или как газовые облака перемещаются в пространстве? И лучше бы для этого знать математику и физику,
потому что без их помощи не проверить гипотезы. Тех, кто этим занимается, обычно называют
астрофизиками.
Конечно, эти телескопы и детекторы сами себя не создают. Нужны инженеры,
чтобы их сконструировать, и специалисты, чтобы ими пользоваться:
Большинство астрономов вообще сами больше не используют телескопы; за них
это делают специально для этого обученные техники.
Некоторые машины отправляются в Космос, некоторые -- на другие небесные тела, вроде Марса и Луны.
И для создания такой техники нам тоже нужны астрономы, инженеры, программисты.
И в конце всего этого, нам нужны люди, которые бы рассказали всем вам об астрономии.
Учителя, профессоры, писатели, создатели видео, иногда художники.
И вот что я вам скажу: если у вас есть интерес к Вселенной, если вам нравится смотреть
на звезды, если вам очень хочется узнать, что происходит у вас буквально над головой, тогда
я никак не отрицаю того, что вы -- астроном!
Как бы вы не определяли астрономию, люди наблюдали за небом все то время, что
они являлись собственно людьми. Определённо, древние люди замечали большой светящийся
шар в небе и то, как он освещал все вокруг и как становилось темно, когда
он исчезал. Другой светящийся объект, более тусклый, пытался светить, но хорошо у него получалось
только ночью. Скорее всего, они серьёзно ко всему этому относились. Также, скорее всего, они
замечали, что когда в небе появлялись определённые звезды, погода менялась, вокруг становилась теплее,
дни становились длиннее. Когда появлялись другие -- становилось холоднее и
становился короче день.
А когда люди стали осваивать землю и начали заниматься огородничеством и садоводством, все эти периодические
явлений в небе оказывали огромное влияние. Можно было узнать, когда лучше сажать семена
или собирать урожай.
Небесные циклы приобрели большое значение. Настолько большое, что легче стало представить
там, наверху, богов, смотрящих на нас, слабых и смешных людей и влияющих на течение наших жизней.
Наверное, если звезды говорят, что сажать, контролируют погоду, смену времен года и
продолжительность дня, значит, они контролируют и наши жизни... и зародилась астрология.
Астрология буквально значит "наука о звездах", и это слово использовалось до
того, как наука стала методом изучения природы вокруг нас. Меня это немного раздражает, так как астрология получила
хорошее имя, а нормальные ученые получили "астрономию", которая значит "культура или законы звезд"
Это не совсем то, чем мы занимаемся! Но ладно, неважно. Со временем значения слов меняются , и
теперь все знают, что астрономия -- наука, а астрология -- нет.
Тысячелетия назад, кроме астрологии ничто не изучало звезды. В ней было что-то от науки:
астрологи наблюдали за небом, предполагали, как небо влияет на людей, а
потом люди предоставляли "доказательсва" -- просто клялись, что предсказания сработали.
На самом деле, ничего подобного; ошибки астрологии -- в нас, а не в наших звездах.
При оценке предсказаний люди обычно запоминают попадания и забывают промахи,
поэтому иногда они сидят в казино, бросают монетки в автомат, который
по своей сути создан лишь для того, чтобы уменьшать количество ваших монеток, и ничего больше.
Но астрология привела людей к настоящему изучению неба, нахождению периодичности в явлениях,
что вело к правильному осознанию того, как все устроено на небосводе.
Конечно, не все случилось сразу. Это происходило веками. Прежде чем изобрели телескоп,
наблюдатели, страстно желающие познать все, что там, наверху, придумывали разные странные и удивительные устройства, чтобы это сделать,
и, на самом деле, именно до создания телескопа произошёл
значительный переворот в астрономии.
Было очевидно, что земля, на которой мы стоим, неподвижна, можно сказать, укоренена, и
небо двигается вокруг. Солнце встает, Солнце садится, звезды вместе
сами по себе вращаются по небу ночью. Определённо, Земля неподвижна, а
вращается именно небо. Действительно, если так подумать, то геоцентризм
даже немного имеет смысл со всей своей идеей того, что все объекты вращаются вокруг Земли,
будучи прикрепленными к своим сферам (некоторые из них, прозрачные, сделаны из кристалла),
сферы делают оборот за сутки. А звезды могут быть отверстиями в непрозрачной сфере, которая пропускает лишь солнечный свет.
Глупо звучит, правда?
Но вот в чем дело: если у вас нет современного понимания о том, как устроен Космос,
вся эта идея о разных вложенных друг в друга сферах -- осмыслена. Она объясняет
многое происходящее в небе, и если она была достаточно хороша для Платона, Аристотеля
и Птолемея, то определенно она была хороша и для остальных. Кстати, она была одобрена
большинством религий того времени, поэтому, наверное, было лучше покивать головой, согласиться и
не слишком об этом раздумывать.
Но несколько веков назад все изменилось. Хотя и не будучи превым в этом деле. польский математик
и астроном Коперник выдвинул теорию о том, что Солнце -- центр Солнечной
системы, а никак не Земля. В его теории были недостатки, и об этом мы поговорим в последующих сериях, но
она все же была лучше и правильней, чем геоцентризм.
А потом были Тихо Браге и Иоганн Кеплер, усовершенствовавшие эту систему, делая
её лучше и лучше. Затем Исаак Ньютон -- о, этот Ньютон! -- изобрел способы исчислений, частично именно
для лучшего понимания того, как двигаются объекты в пространстве и в Космосе. Со временем, развивалась математика, развивалась
физика, росло наше понимание: использование как раз этой математики привело к новой революции в астрономии,
а потом изобретение телескопа -- к ещё одной. Кстати, Галилео не изобрел телескоп,
он его усовершенствовал, а Ньютон изобрел новый вид телескопа, который был ещё лучше,
его идеи перехватили, и тут понеслось.
Позже, около века тому назад, ещё одна революция -- фотография. Мы могли делать снимки более блеклых
объектов на стеклянных пластинках, обработанных светочуствительными химикатами, которые показывали
нам невидимые до этого звезды, детали других галактик, прекрасные газовые облака и пыли в Космосе.
А ещё позже, во второй половине прошлого века, изобрели цифровые детекторы, которые
были ещё чувствительнее, чем пленка. Мы могли использовать компьютеры для прямого анализа наших наблюдений,
и просторы наших знаний снова резко расширились.Когда к этому добавились телескопы, запущенные на Земную
орбиту, туда, где наша плотная атмосфера не искажает изображение и не делает его мутным,
началась ещё одна революция.
И до чего мы дошли в итоге?
Мы прошли такой долгий путь! Какие вопросы, невероятные для наших предков, мы можем сейчас буднично задавать?
О чем мы сейчас можем вполне уверенно говорить и рассуждать?
Только подумайте: точки света на небе -- звезды. Сущетвуют другие планеты, схожие с нашей. Мы серьёзно
выдвигаем теории о жизни на других планетах, тратим миллиарды долларов на их изучение.
Наша галактика -- одна из сотен миллиардов ей подобных. Мы можем напрямую увидеть лишь 4% Вселенной.
Свёзды взрываются, и при взрыве создают материю жизни: железо в нашей крови,
кальций в костях, фосфор в основе наших ДНК. Самый
распространенный вид звезд настолько тусклый, что такие звезды не видны без телескопа. Наша Солнечная
система заполнена мирами, более удивительными, чем те, о которых мы только мечтали.
У природы намного больше воображения, чем у нас, она создаёт невероятные вещи. Мы тоже
умные, мы, приматы с большим мозгом. Мы многое узнали... но многое ещё предстоит узнать.
Итак, я думаю, теперь мы готовы. Давайте исследовать Вселенную.
Сегодня вы узнали о том, что такое Астрономия, что астрономы не только смотрят
в телескопы; понятие включает в себя математиков, инженеров, программистов и даже художников.
Также мы кратко рассмотрели историю истоков и развития астрономии,
от древних наблюдателей до Телескопа Хаббл.
Курс Crash Course создан в ассоциации с PBS Digital Studios
Эта серия написана мной, Филом Плейтом, сценарий отредактировал Блэйк де Пастино,
наш консультант -- доктор наук Мишель Таллер. Директоры --
Николас Дженкинс и Майкл Аранда. Команда графики и анимации -- Thought Cafe.