Interesanti par astronomiju

1. Urānijas templis un mūzas

Ar šo nodaļu īstenībā tad arī sākas mūsu saruna par izraudzīto priekšmetu. Definīcija, kas dota epigrāfā, skan mazliet akadēmiski. Tam var pie­krist. Bet toties cik īsi, cik izsmeļoši! Un īsums ir tās īpašības brālis, kuru ikviens viegli atrod pats pie sevis un ļoti negribīgi atzīst pie citiem.

Tātad astronomija. Nenoteiktajā savas pastāvēšanas laikā vienkāršo zvaigžņu skaitītāju mājokļa vieta ir izaugusi par milzīgu ēku ar ļoti dīvainu arhitektūru. Diemžēl, lai kā arī centās autors, viņš nevarēja atrast šīs ēkas izsmeļošu aprakstu kādā literatūras avotā. No turienes šo aprakstu varētu pārnest šīs grāmatas lap­pusēs, apgādājot ar skaistu apakšvirsrakstu.

Acīm redzot, cilvēkiem, kuri labi pazīst šo ēku, viss ir skaidrs arī bez prospekta, bet tiem, kuri nepazīst… Seit iespējami vairāki varianti. Bet, tā kā saskaņā ar ieceri šai grāmatai jānoder par ceļvedi izraudzītajā ap­gabalā, tad autora pirmais pienākums tomēr ir sarīkot nelielu ekskursiju pa fantastiskās ēkas torņiem un

zālēm, pa šodienas Urānijas mūzas templi. Mēs neesam tik drosmīgi, lai uzņemtos lasītāju pamatīgi iepazīsti­nāt ar šo templi. Tā ir zinātnes prerogatīva. Izskriesim cauri zālēm «tūristu rikšos», lai mums gluži vienkārši rastos kaut kāds priekšstats par senās zinātnes dau­dzajām nozarēm. To taču ir vērts darīt. Galu galā tāda ekskursija palielinās mūsu erudīciju. Iespējams, ka la­sītājam pēc tādas ekskursijas būs vieglāk ar tiem atse­višķiem jautājumiem, kuri autoram šķituši interesan­tāki un kurus viņš aplūkojis sīkāk.

Iepazīšanos mēs sāksim ar astronomijas nodaļu, kas visvairāk saistīta ar Zemi un ir gandrīz vai pati se­nākā. To sauc par Astrometriju.

Tā nodarbojas ar pavisam praktiskiem jautājumiem, kuri ir saistīti ar spīdekļu atrašanās virzieniem. Zināt īsto virzienu un tātad nekad nepazaudēt ceļu — tā ir sena problēma. Iespējams, ka tieši tāpēc astrometrijas teorijai pamatā ir jēdziens par debess sfēru, tas ir, par milzīgu patvaļīga rādiusa bumbu vai čaulu, kuras cen­trā vienmēr novieto novērotāju. (No šejienes izriet zi­nāma astrometristu augstprātība — viņi vienmēr uz­skata sevi par pasaules ēkas centru.)

Uz «debess sfēras» iekšējās virsmas izvietotas zvaig­znes. Un visa šī ļoti smagnējā sistēma griežas uz pa­saules iedomātās ass. Turklāt ass galvenie lodīšu gultņi — poli — atrodas: viens blakus Polārzvaig­znei — tas ir pasaules Ziemeļu pols, otrs … starp citu, Dienvidu pola koordinātes diemžēl nav atzīmētas ar tikpat uzskatāmu orientieri. Tāpēc, lai to sameklētu, visvienkāršāk aizbraukt uz Antarktīdu un tur — ar svērteni, ar svērteni …

Lai precizētu, kādas problēmas izvirza astrometrija, iejutīsimies telpās, ko ieņem šī godājamā zinātne. Pir­majā vietā šeit ir Sfēriskā astronomija — šis astromet­rijas matemātiskais smadzeņu centrs. Tā ņem vērā de­bess ķermeņu koordinātu pārmaiņas un izstrādā meto­des kļūdu izlabošanai. Turklāt izstrādā ļoti veiksmīgi. Atcerieties: «… Padomju valdība lūdz visus kuģus, kas veic reisus Klusajā okeānā, laikā no tāda līdz tādam datumam neieiet rajonā, kas apzīmēts ar koordinā­tēm …» Un, ziniet, neviens neieiet. Raķetes, kas palais­tas otrā puslodē, lido apbrīnojami precīzi. Līdzās citām nozarēm te ir nopelni arī sfē­riskajai astronomijai. Sīs as­tronomijas nozares mākoņai­najās pļavās ganās mate­mātiķu bari. Matemātiskais aparāts ir kaprīzs. Tam vē­rīgi jāseko. Tas kļūst vecāks, pārstāj augt, attīstīties, piln­veidoties. Uzdevumi dienu no dienas taču kļūst aizvien sa­režģītāki.

Nākamais apakšnodalījums ir Fundamentālā astromet- rija. Tās pamatuzdevums — precīzi noteikt zvaigžņu koor­dinātes, sameklēt pie debess sfēras noteiktus atbalsta pun­ktus, kaut ko līdzīgu kaktam, no kura sākas visas dejas. Fundamentālistu lielākā ba­gātība ir milzum daudz kas­tu ar nakts debess negatī­viem. Fotouzņēmumi, kas iz­darīti pirms pieciem, desmit, piecdesmit gadiem. Ja kādu minūti pafantazētu, tad jau­no, dedzīgo fundamentālās astrometrijas priesteru ilgo­tais sapnis droši vien ir sa­meklēt negatīvus, ko ieguvis Tiho Brahe vai, vēl la­bāk, Hiparhs. Salīdzinādami zvaigžņu stāvokļus fotogrāfi­jās, kuras laikā atdala gadu desmiti, astronomi formulē spīdekļu kustības likumus, sastāda zvaigžņu fundamen­tālos katalogus, izveido uz debess sfēras koordinātu pa­matsistēmu.

Fundamentālistu darbs robežojas ar fantastiku. Kurš gan var palielīties, ka viņš zina, kāda izskatījusies zvaigžņota debess pirms… piecdesmit gadu tūkstošiem? Vai arī — kāda tā izska­tīsies pēc tikpat ilga laika nākotnē? Neviens! Bet fun­damentālisti var palielīties!

Paskatieties, 59. lappusē iespiestās ilustrācijas pir­majā zīmējumā ir Lielā Lāča kauss pirms piecdesmit tūkstošiem gadu.

Otrajā zīmējumā ir šī kausa tagadējā fotogrāfija, bet trešajā zīmējumā šis kauss tikpat tālā nākotnē. Kas netic, lai pagaida. Apskatīsiet pēc piecsimt gadsimtiem Lielo Lāci, tad arī parunāsim.

Tālāk novietoti Praktiskās astrometrijas malkas āži. «Beidzot!» iesauksies iepriecinātais pragmātiķis un tūlīt pat sāks domāt: ar ko var nodarboties praktiskā astro- metrija mūsu dienās? Bet tā, starp citu, joprojām ri­sina ļoti praktiskas problēmas: palīdz noteikt novēro­tāja atrašanās vietu uz Zemes virsmas, orientēties ap­vidū, noteikt laiku un vispār veic daudzus ļoti derīgus darbus. Jūras, aviācijas un ģeodēzistu astronomijas — tās visas ir putnēni no praktiskās astrometrijas ligzdas.

Protams, astrometrijā visi novērojumi kaut kā jādo­kumentē, lai precīzi izmērītu zvaigžņu relatīvos atsta­tumus un stāvokļus. Tas kļuva iespējams, sākot ar brīdi, kad astronomijā pirmo reizi izmantoja fotogrā­fiju. (Šeit vēsture atkal ir kļūdījusies, un fotogrāfiskās metodes īstais autors nav saglabājies vēstures annā- lēs.) Jau sen fotogrāfija no vienkārša palīglīdzekļa izvērtusies patstāvīgā apakšnozarē — Fotogrāfiskajā astrometrijā. Kopš tā laika astronomi novērotāji ir gandrīz pilnīgi aizmirsuši, kā debess izskatās teleskopa okulārā, toties viņi vissīkākajās detaļās zina debess fotoportretus. Skaidrās naktīs uz nelieliem debess iecirkņiem notēmē teleskopus, kas domāti zvaigžņu fo­tografēšanai. Tos sauc par astrogrāfiem. Precīzs mehā­nisms uzmanīgi griež milzu iekārtu, kompensēdams Zemes kustību. Iedomājieties uzdevumu neizsmērēt spī­doša punkta attēlu, ja ekspozīcijas laiks mērāms nevis sekundēs, bet stundās. Pēc tam astronegatīvus izmēra ar īpašiem aparātiem.

Astrometrijā ietilpst arī Laika dienests, kura uzde­vums no zvaigžņu novērojumiem periodiski aprēķināt precīzu laiku. Laika dienesta pienākums ir glabāt šo precīzo laiku un izsniegt to visām zinātniskajām un praktiskajām iestādēm, kam tas nepieciešams.

Un, beidzot, vēl viens apakšnodalījums — Platuma dienests. Tas pastāv tāpēc, ka mūsu planēta, riņķodama ap savu asi, nemitīgi «dīdās». Sīs dīdīšanās dēļ planē­tas ziemeļpols slīd no viena punkta uz otru, ceļodams pa ļoti sarežģītu ceļu. Bet tas nozīmē, ka kopā ar polu pārbīdās arī grādu tīkls, kurā ietīta Zeme. Precīzajiem

ģeodēziskajiem darbiem tas ir ļoti nopietns šķērslis.

* *

*

Nākamā lielā modernās astronomijas nozare ir De­bess mehānika. Jau no paša nosaukuma ir skaidrs, ka tās pienākums ir pētīt debess ķermeņu kustības liku­mus savstarpējās pievilkšanās spēku iedarbībā. Tai jr divi altāri, divi dievi — Keplers un Ņūtons. Debess mehānika interesējas par debess ķermeņu figūrām un to rotāciju. Tiesa, pēdējā laikā tās miermīlīgais rak­sturs ir mazliet samaitājies, tāpēc ka jebkuru raķešu un reaktīvo lādiņu orbītu un trajektoriju aprēķini nav iedo­mājami bez debess mehānikas likumiem.

Un tagad modernās astronomijas centrālā nodaļa — Astrofizika. Tās uzdevumi skan pilnīgi negaidīti: de­bess ķermeņu un starpzvaigžņu vielas fizikālo rakstur­lielumu un ķīmiskā sastāva pētīšana! Lai izdarītu tāda veida analīzes un eksperimentus, objektu būtu labi tu­rēt rokās. Šķiet, ka eksperimentam nepieciešams klāt­būtnes efekts. Starp citu, sīkāk iepazīsimies ar pašu šo zinātnes nozari. Pirmām kārtām astrofiziku tāpat dala vairākās apakšnozarēs.

Pirmā no tām ir Praktiskā astrofizika. Lai saprastu sarežģītos procesus, kas norisinās zvaigznēs, par tiem jāuzkrāj dati, jāsastāda dosjē. Bet vai var daudz ko uzzināt, pat ja ļoti cītīgi dienu no dienas, pareizāk sa­kot, nakti pēc nakts sāktu vienkārši skatīties spīdošā punktā? Tāpēc arī nākas izdomāt tūkstošiem atjautīgu paņēmienu, ar kuriem nepieejami tālo spīdekli piespiest pastāstīt par sevi. Kā? Vispirms gaismas valodā.

Cilvēki ne jau vienkārši fotografē zvaigznes. Pēc fotogrāfijām pētī izstarojuma spektrālo sastāvu, izmēri spožumu. Sakarā ar to ir radušās trīs konkurējošas praktiskās astrofizikas nozares: Astrofotogrāfija, Astro- spektroskopija un Astrofotometrija. Ikviena no šīm no­zarēm mūsu dienās ir veseJa zinātne ar saviem liku­miem, instrumentiem un speciālistiem.

Astrofotogrāfija deva iespēju atklāt milzum daudz jaunu debess ķermeņu: gan vāji spīdošas zvaigznes, gan komētas, gan mazās planētas, kuras vispār ar aci nevar saskatīt. Zinātnieki iemācījušies iegūt zvaigžņu portretus caur gaismas filtriem, tātad arī kvalitatīvi novērtēt zvaigžņu krāsu. Beidzot, mūsu dzimtais spī­deklis Saule jau vairāk nekā divdesmit piecus gadus ir kinozvaigznes lomā un visiem gribētājiem demonstrē savu protuberanču aizraujošo deju. Visus astrofotogrā- fijas nopelnus nav iespējams minēt.

XIX. gadsimta otrajā pusē cilvēce guva jaunu pētīša­nas metodi — spektrālanalīzi. Dzima astrospektrosko- pija, kas mums droši vien ir devusi vislielāko daļu as- trofizikālo zināšanu. Ne velti spektrus sauc par «zvaigžņu pasēm». īsajās krāsainajās josliņās ir šifrē­tas gan Visuma kvēlojošo kurtuvju iezīmes, gan to raksturlielumi.

Trešā konkurente ir astrofotometrija. Sī nozare iein­teresēta tādās lietās kā debess ķermeņu kopējā spo­žuma un virsmas spilgtuma mērīšana, debess ķermeņu izstarojuma teorētiskā pētīšana. Sākumā tādus pētīju­mus izdarīja vizuāli, tas ir, novērotājs tieši apskatīja debess ķermeņus. Galvenais instruments bija acs. Pēc tam palīgā nāca fotogrāfija un beidzot — sarežģīti, ļoti jutīgi fotoelektriskie aparāti. Tieši astrofotometrijas me­todes visas zvaigznes ļauj iedalīt grupās pēc to šķie­tamā spožuma (tagad šīs grupas sauc par zvaigžņu lielumiem) un debess haosā radīt kaut kādu kārtību, izdarīt pirmo klasificēšanu.

Astrofizikas vismodernākā apakšnozare ir tās teorē­tiskā daļa.

Teorētiķi pētī zvaigžņu uzbūvi, zvaigžņu atmosfēru un pat fizikālos procesus, kas norisinās kvēlojošo gi­gantu dzīlēs. Viņi pēta pašus svarīgākos, dziļākos pro-

cesus, kas ir visas pasaules uzbūves pamatos. Bet ej nu pārbaudi viņu secinājumus! Izmēri zvaigznei tem­peratūru vai paskaties, kas tajā iekšā. Astrofiziķus grauž melna skaudība, kad viņi apgalvo, ka teorētiķi ar kaut ko atgādina šarlatānus. Apvainotie par to neaiz- vainojas. Viņiem ir tik daudz panākumu, ka astrofizikā iezīmējas jauna nozare, kas draud atšķelties kā pat­stāvīga zinātne. So nozari sauc par Kosmisko fiziku. Tā ir jau pavisam fantastiska zinātne. Nekāda fizika taču nav iespējama bez eksperimenta. Bet tur … Labo­ratorija — viss Visums, bet eksperimentu objekti — zvaigznes. Lai cik dīvaini tas arī būtu, taču viss ir tieši tā. Un, kā autors cer parādīt turpmāk, teorētiķu vis­fantastiskākās hipotēzes apstiprina kosmisko fiziķu darbi. Interesanti.

Radioastronomiju sākās ar troksni. Protams, ar ra- diotroksni, kurš vēlāk pārauga vispārējā troksnī.

Aptuveni 1928. gadā amerikāņu firmas «Bell» direk­cija, kuru darīja nemierīgu negaisa traucējumi transat­lantiskajā radiotelefona līnijā, uzdeva jaunajam, tikko kā universitāti beigušajam inženierim Kārlim Janskim izpētīt šos traucējumus. Enerģiskais puisis dedzīgi ķē­rās pie darba. Vispirms vajadzēja atrast, kādā virzienā slēpjas traucējumu avots, kas kaitina klientus un paze­mina akcionāru dividendes.

Smagnēja koka konstrukcija, kas rotēja uz automo­biļa riteņiem, — Janska pirmā virziena antena, ener­ģiski kaut ko meklēja pie debess. Un, kaut gan visu eksperimenta laiku jaunajam inženierim to vajadzēja pašam stumt, 1932. gada beigās viņš firmas direktoru padomei iesniedza ziņojumu, kurā ne tikai bija norādīts traucējumu avots, bet dots ari pirmais parādības me­hānisma izskaidrojums.

Atklājumu noformēja tīri amerikāniskā garā. Par to kā par sensāciju ziņoja laikraksti. Trokšņus un sprak- šķus pārraidīja radiofons. Un cilvēki tos klausījās tik­pat nopietni, kā klausās mūziku.

Kā izskaidrojama tik liela uzmanība pret atklājumu laikmetā, kad pasaules sabiedriskās domas uzmanības centram jebkuras zinātniskās intereses bija ļoti tālas? Pirmām kārtām tāpēc, ka pirmais maksimālo traucē­jumu avots izrādījās novietots … Galaktikas centra virzienā, bet otrais — tieši pretēja virziena debess ap­gabalā. Izrādījās, ka šņākoņa un sprakšķi ir kosmiskas izcelsmes. Bet plašajā publikā ārpuszemes jaunumi vienmēr ir bijuši populāri.

Taču publika paliek publika. Zinātni tā uz priekšu ne­virza. Parunāja, pabrīnījās un aizmirsa. Bet astronomi vispār izturējās dīvaini. Viņi par šo tematu pat runāt nesāka. Vienkārši nepievērsa uzmanību amerikāņu in­ženiera atklājumam. Daži no viņiem nepazina radio­tehniku un tāpēc tai neuzticējās, citi jaunumam nevel­tīja nekādu uzmanību iedzimta konservatīvisma dēļ. Arī firmas direktori nomierinājās. Ja jau traucējumus rada kosmoss, tad cilvēki neko nevar darīt. Tur nekas nav labojams.

Tikai viens vienīgs cilvēks pasaulē aizrāvās ar svil­pieniem un šņākoņu, kas nāca no Visuma plašumiem. Tas bija Grouts Rībers — kaislīgs īsviļņu radioama- tieris. Piecus gadus pēc Janska darbu rezultātu publi­cēšanas Rībers pēc saviem rasējumiem un par perso­niskajiem līdzekļiem uzbūvēja antenu — 9,5 metru parabolisku skārda spoguli — un vairākus ļoti jutīgus uztvērējus.

1939. gada pavasarī Grouts Rībers kosmisko radio-

izstarojumu uz 167 centi­metru viļņa sāka novērot savas mājas tuvumā Vito- nā, Ilinoisas štatā. Līdz 1944. gadam viņš sastādī­ja vēsturē pirmo radio- debess karti apgabalam, kurā atradās Piena Ceļš. Tā dzima radioastrono- mija.

Otrā pasaules kara lai­kā kosmiskais radioizsta- rojums pats «saņēma zi­nātniekus aiz apkakles». Valstīs, kas cīnījās pret fašismu, kā līdzeklis preti­nieka aviācijas apkaroša­nai sāka izplatīties radaru iekārtas. Radiouztvērēji kļuva jutīgāki. Un tad te no viena, te no otra pret­gaisa aizsardzības apga­bala sāka pienākt slepeni ziņojumi par spēcīgiem periodiskiem traucēju­miem, kas neļauj darbināt radarus. Sākumā tos pie­rakstīja ienaidnieka noslē­pumainajai «pretlokāci- jai» … Taču drīz noskaid­rojās, ka traucējumu avots ir … Saule, kura sevišķi traucējoša kļūst laikā, kad uz tās rodas plankumi.

Parasti kara laikā no­tiek maz jaunu teorētisku atklājumu. Karš drīzāk ir laiks, kad maksimāli spraigi tiek izmantotas cil­vēku praktiskās spējas. Bet dažkārt atgadās ari citādi. 1944. gadā okupētajā Holandē vācieši, gluži dabiski, atņēma astronomiem lie­lāko daļu viņu iekārtu un līdz ar to nolēma astronomus sausai teoretizēšanai. Reiz pavasarī Leidenes observa­torijas direktors profesors Oorts ieteica jaunajam astro­nomam Van de Hilstam sarīkot kolokviju par nesen publicēto Rībera rakstu.

Van de Hilsts pētīja Visumā plaši izplatītā elementa ūdeņraža atomu struktūru un nāca pie slēdziena, ka zināmos apstākļos šie atomi var izstarot 21 centimetru garus radioviļņus.

Pēc četriem gadiem Van de Hilsta ideju pamatoja un teorētiski tālāk attīstīja padomju radioastronoms Igors Sklovskis, bet 1951. gadā iepriekš paredzēto ūdeņraža radioizstarojumu gandrīz vienlaikus atklāja Amerikā, Holandē un Austrālijā. Radioastronomija kļuva par mo­dernās zinātnes vadošo nozari.

* *

*

Līdz šim uzskata, ka cilvēkam, kam ir normāla re­dze, ar neapbruņotu aci pie abu pusložu debesīm jāsa­skata līdz sešiem tūkstošiem zvaigžņu. Bet paņemiet kaut vai teātra binokli — un spīdošo punktu skaits krasi pieaugs. Turklāt kosmosā ir maz vientuļu zvaig­žņu. Parasti lielākā daļa zvaigžņu ietilpst sistēmās, kas pakļaujas vispārējiem likumiem. Salīdzinādami atse­višķu zvaigžņu un sistēmu īpašības, astronomi atrod šos vispārējos likumus. Bet priekšmetu, kas apvieno nopietno, ar vispārināšanu aizņemto cilvēku klanu, sauc par Zvaigžņu astronomiju. Tā ir atsevišķa nozare, un cauri tai ved ceļš uz Kosmogonijas un Kosmoloģijas nodaļām.

* * *

Jūs droši vien esat dzirdējuši izteicienus «veca zvaigzne», «jauna zvaigzne». Zvaigznēm ir vecums, tātad tās nav mūžīgas. Zvaigznes dzimst, nodzīvo garu mūžu un, iztērējušas enerģiju, nomirst. Kosmogonija tad arī pēta debess ķermeņu izcelšanās un attīstības problēmas. Cilvēka un zvaigznes mūžu nesamēroja- mību kosmogonisti veikli apiet ar sarežģītu matemātisku pierādījumu palīdzību, un, protams, tā nepavisam nav viņu vaina, ka tieši šajā senās zinātnes nozarē ir sa­krājies visplašākais dažādāko spekulāciju arhīvs —

no bībeles līdz Hoila-Faulera hipotēzei.

* *

*

Vēl abstraktāka ir kosmoloģija — zinātne par Vi­sumu kā par vienotu veselu. Tā ir tik majestātiska, ka to ir pat neērti nosaukt par astronomijas nozari. Tās bezgalīgajos plašumos pūš «mūžības vējš», un mēs vel ne vienu reizi vien turpmākajās nodaļās sastapsimies ar to aci pret aci.

2. Astronomijas arsenāls

Aptuveni līdz mūsu gadsimta četrdesmito gadu vi­dum astronomijā vienīgais informācijas avots bija gaisma. Tālu zvaigžņu pašu izstarotā gaisma, planētu un komētu atstarotā gaisma satur visas ziņas par sve­šām pasaulēm. Un cilvēki iemācījās samērā labi izman­tot šo bezmaksas informācijas nesēju, kaut arī viņi nebija droši pārliecināti par to, kāda īsti ir gaismas daba.

Gaismas īstās dabas nezināšana cilvēcei netraucēja uzbūvēt daudzus optiskus instrumentus. Daļa no tiem veido astronomijas arsenālu, ar kuru autors grib iepa­zīstināt savu lasītāju.

Refraktors ir optiskā teleskopa vissenākā konstruk­cija. Vēsturnieki vēl nav izrakušies līdz tiem slāņiem, kas sniegtu ziņas par pirmajiem izgudrotājiem, tāpēc atbildei uz jautājumu: «Kurš bija pats pirmais?» — ir ļoti daudz variantu.

Piezīmi, ka palielināšanai iespējams izmantot lēcu kopumu, var atrast jau angļu filozofa Rodžersa Bēkona darbos, kurš dzīvojis XIII gadsimtā. Tomēr viņam pat prātā neienāca pielikt acij plakani izliektu lēcu. Viņš vienīgi ieteic priekšmetu apsegt ar lēcu, lai to labīk varētu saskatīt. Svētā vientiesība!

Propagandēdams savos darbos eksperimentālo me­todi, Bēkons sevišķi nerūpējās par pieredzē pārbaudī­tas patiesības atdalīšanu no hipotēzēm un fantastis­kiem plāniem. Viņš raksta: «Tādējādi, palielinājuši re­dzes leņķi, mēs no milzu atstatuma spēsim lasīt ļoti sīkus burtus un saskaitīt smilšu graudiņus…»

Diemžēl pēc daudzsološā XIII gadsimta atnāca ar savu tukšumu un domas paralīzi baismīgais XIV gad­simts. Sī laikmeta izcilākie uzlabojumi attiecas vienīgi uz spīdzināšanas rīkiem un inkvizīcijas pratināšanas metodēm. Brāļi mūki, dažādi gādādami par savu avju dvēselēm, guva lielus panākumus.

Tikai pēc trim gadsimtiem novērošana no atstatuma tiek atgādināta no jauna. Vispirms itāliešu ārsta Vero­nas Frakastro darbā kā principiāli iespējama darbība. Pēc tam aprakstīti rezultāti, kas iegūti, izmantojot vai­rākas lēcas tālu priekšmetu aplūkošanai. Sis apraksts pirmo reizi parādījās «visneprātīgākajā no grāma­tām» — 1558. gadā iznākušajā Džambatistas della Porta «Naturālajā maģijā».

Vēsturnieki šo cilvēku raksturo ļoti trāpīgi: «Pusdi- letants, puszinātnieks un krietnā mērā šarlatāns.»

Piecpadsmit gadu vecumā Porta izdod šo plašo darbu, kurā ir gan patiesi notikumi, gan arī pilnīgi neiedomā­jamas lietas, māņticība un aplamības. Un, neraugoties uz tādu patiesības un izdomas sajaukumu, viņa grāma­tai ir Joti liela un progresīva loma. To lasīja alkatīgāk, nekā tagad lasa sensacionālu romānu.

Un tomēr tad vēl nebija īsta teleskopa/ Skatāmā caurule, ja Portam tāda arī bija, tomēr palielināja pā­rāk maz, jo «Maģijas» autora raksturā nebija noklusēt atklājumus, kurus viņš varēja izdarīt pie zvaigžņotās debess.

1608. gadā Holandes Ģenerālajiem Statiem optiķi vienlaikus iesniedza vairākas prasības izsniegt patentu par skatāmo cauruli. Tomēr neviena no prasībām ne­tika apmierināta.

Valdība patenta vietā piedāvāja honorāru par izga­tavotajiem instrumentiem.

Valodas, ka iespējams izgatavot labas skatāmās cau­rules, strauji izplatījās Eiropā un nokļuva arī Itālijā. Cilvēki sāka aizrauties ar lēcu slīpēšanu. Beidzot Gali- lejs paša pagatavoto teleskopu pavērš pret debesīm. Refraktors bija izgudrots!

Kopš neatminamiem laikiem astronomiskos novēro­jumus cilvēki izdarīja ar neapbruņotu aci. Instrumenti bija domāti galvenokārt leņķu mērīšanai. 1609. gadā sākās jauns posms.

Aptuveni tolaik Galilejs rakstīja «Zvaigžņu Vēst­nesī»:

«Pirms apmēram desmit mēnešiem mūs sasniedza baumas, ka kāds holandietis uzbūvējis instrumentu, ku­ram pateicoties priekšmeti, kas ir lielā attālumā, šķiet it kā mums tuvu novietoti, un tos var skaidri aplūkot. Sī apbrīnojamā rīka darbība tika pakļauta daudziem eksperimentiem, kuriem citi ticēja, bet citi neticēja. Par to pašu pēc pāris dienām man ar vēstuli ziņoja cildenais galls Jēkabs Badovers no Lutēcijas. Tas viss tik ļoti ieinteresēja mani, ka es visus savus darbus veltīju zinātnisko pamatu un līdzekļu meklēšanai, kuri padarītu iespējamu tamlīdzīga veida instrumenta būvi, un drīz, pamatodamies uz gaismas laušanas likumiem, atradu gribēto.»

1609. gada augustā Galilejs Venēcijas dodžam uzdā­vināja savu pirmo teleskopu «kā instrumentu, kas de­rīgs lietošanai uz sauszemes un jūrā». Ar šo brīdi sā­kas optiskās astronomijas jaunā ēra.

Interesanti atzīmēt, ka teleskopi strauji izplatījās visā pasaulē. Krievijas cara Mihaila Fjodoroviča 1614.—1615. gada «Valsts naudas kases izdevumu grā­matā», kas saglabājusies līdz mūsu dienām, ir ieraksts, ka Maskavas tirgotājs Mihailo Smivalovs caram no ār­zemēm atvedis «caurulīti, kurā skatoties tālais šķiet tuvs».

Mūsu zemes muzejos joprojām glabājas daudzas ska­tāmās caurules, kuras ražotas ne tikai ārzemēs, bet arī pašu zemē un uz kurām ir tādu meistaru kā Nar- tova, Kuļibina un Beļajeva vārdi. Ar tamlīdzīgu instru­mentu izgatavošanu aizrāvās gan Pēteris I, gan Brjuss, gan Lomonosovs. Optisko instrumentu būvē krieviem ir vairākus gadsimtus senas tradīcijas. Ne jau tukšā vietā radās pasaules lielākā teleskopa projekts, ko ļe- ņingradieši padomju valstij uzdāvināja tās piecdesmi­tajā gadadienā.

Bet par to parunāsim turpmāk.

3. Pasaules lielakais teleskops-refraktors

Pasaulē lielākais teleskops-refraktors 1897. gadā uz­stādīts Čikāgas universitātes Jerksas observatorijā (ASV). Tā diametrs D=102 centimetri, bet fokusa at­tālums 19,5 metri. Iedomājieties, cik daudz vietas tas aizņem tornī!

Refraktoru galvenokārt raksturo šādi lielumi.

1. Gaismas spēja — spēja atklāt vājus gaismas avo­tus. Cilvēks tumsā 30 kilometru attālumā var pamanīt sērkociņa liesmiņu. Tā kā cilvēka acs zīlītes diametrs ir 0,5 cm un refraktora diametrs — 102 cm, tad viegli ap­rēķināt, cik reižu 102 centimetru refraktora gaismas jutība ir lielāka par acs gaismas jutību.

ītD2

4 D2 1022 ,,C1C .

—-jļ = -TĶ- — = 41 616 reizes.

jtd2 d2 0,52

Tātad jebkura zvaigzne, uz kuru pavērsts 102 centi­metru refraktors, šķitīs vairāk nekā 40 000 reižu spo­žākā nekā tad, ja to novērotu bez jebkādiem instru­mentiem.

2. Nākamais raksturlielums ir teleskopa izšķiršanas spēja — instrumenta īpašība uztvert atsevišķi divus tuvu novietotus novērojamos objektus. Bet, tā kā atsta­tumu starp zvaigznēm pie debess sfēras nosaka leņķa lielumos (grādos, minūtēs, sekundēs), tad arī teleskopa izšķiršanas spējas izsaka leņķa sekundēs. Tā, piemē­ram, Jerksas refraktora izšķiršanas spēja aptuveni vien­līdzīga 0,137 sekundēm.

Tātad tūkstoš kilometru attālumā ar to var viegli izšķirt divas spīdošas kaķa acis.

3. Un pēdējais raksturlielums — palielinājums. Esam pieraduši, ka pastāv mikroskopi, kas palielina priekš­metus daudzus tūkstošus reižu. Ar teleskopiem tas ir sarežģītāk. Palielināto debess ķermeņa attēlu izkropļo Zemēs atmosfēras gaisa virpuļi, zvaigžņu gaismas di­frakcija un optikas defekti. So ierobežojošo faktoru dēļ optiķu pūles ir veltīgas. Attēls izsmērējas. Tāpēc, lai gan varētu iegūt arī lielāku palielinājumu, parasti tas nepārsniedz 1000. (Starp citu, gaismas difrakcija ir parādība, kas saistīta ar gaismas viļņu dabu. Spīdošais punkts — zvaigzne ir novērojams kā plankums, ap kuru redzams spožu gredzenu oreols. Sī parādība iero­bežo jebkura optiskā instrumenta izšķiršanas spēju.)

Teleskops-refraktors ir ārkārtīgi sarežģīta un dārga ietaise. Pastāv pat uzskats, ka ļoti lieli refraktori vis­pār nav praktiski, jo tie ļoti grūti izgatavojami. Kas tam netic, lai pamēģina aprēķināt, cik sver Jerksas teleskopa objektīva lēca, un padomā, kā to nostiprināt, lai stikls neliektos pats sava smaguma dēļ.

4. Teleskops-reflektors

Refraktoru galvenais trūkums vienmēr ir bijuši krop­ļojumi, kas rodas lēcā. Grūti iegūt lielu, pilnīgi vien­dabīgu stikla lējumu, kurā nav neviena pūslīša un do­buma. Ne no kā tamlīdzīga nav jābaidās teleskopiem- reflektoriem — instrumentiem, kam pamatā ir gaismas atstarošanas princips. Ieliektam spogulim ir lieliskas palielinātāja īpašības, un izgatavot vienu ideāli gludu virsmu ir daudz vienkāršāk nekā nopulēt visu lēcu.

Optiķus jau sen ir saistījis gaismas atstarošanas princips. Taču Galileja laikā neprata izgatavot labus spoguļus; bez tam ieliektu virsmu ir grūti noslīpēt. Un tāpēc atstarotāji instrumenti deva neskaidrus, izplūdu­šus attēlus.

«Es domāju,» 1632. gadā rakstīja viens no Galileja skolniekiem — matemātiķis Bonaventure Kavaljēri, «ka tie (spoguļu teleskopi-reflektori) nekad nesasniegs tādu pilnību kā caurules ar stikliem.» Un optiķi turpināja izgatavot garas, ar lēcām apgādātas caurules.

Taču atgriezīsimies vecajā Anglijā. 1667. gads. Lon­donā tikko kā beigusies mēra epidēmija. Ņūtonu, kas atgriezies Triniti koledžā, ievēlē par koledžas jaunāko locekli. Bet pēc gada jaunais maģistrs un ne sevišķi veiksmīgais profesors (Ņūtons tik slikti lasīja lekcijas, ka studenti uz tām labāk negāja) būvē savu pirmo tele­skopa modeli, kas tomēr ir reflektors ar 2 collu spoguli. Teleskops ir liliputs, bet izrādās, ka ar to var redzēt Jupitera pavadoņus, kas saskatāmi vienīgi solīdos re- fraktoros. Panākumu spārnots un tajā pašā laikā nebū­dams apmierināts ar pirmajiem rezultātiem, Ņūtons būvē otru — lielāku instrumentu. (Starp citu, to arī tagad var aplūkot Londonas Karaliskās biedrības ko­lekcijā. Noteikti apskatiet!)

Savu jauno instrumentu zinātnieks 1671. gadā nosūta karalim. Savlaicīga un ļoti saprātīga rīcība. Pretēji no­stāstiem īzaks Ņūtons nepavisam nebija zinātnieks vientuļnieks, kam nav patmīlības. Nepavisam ne! Visu mūžu viņš rosīgi piedalījās daudzās komisijās, bija naudas kaltuves «saimnieks». Nokļuva līdz parlamen­tam. Tiesa, tie paši vēsturnieki apgalvo, ka šīs pēdē­jās iestādes annālēs saglabājusies atzīme tikai par vienu vienīgu gadījumu, kad zinātnieks lūdzis vārdu. Saņēmis atļauju, Ņūtons teicis: «Es lūdzu aizvērt logu, jo šeit ir stiprs caurvējš.» Pēc tam viņš apsēdies savā vietā un atkal apklusis. Sim faktam diez vai var vairāk ticēt nekā notikumam ar ābolu. Taču nav nekādu šaubu, ka karalim Kārlim II dāvana nebija vienaldzīga. Nepa­gāja ne četri mēneši kopš teleskopa nosūtīšanas, kad Ņūtonu ievēlēja par Londonas Karaliskās biedrības lo­cekli. Jūs sacīsiet: «Un tikai par teleskopu?» Par to nav ko brīnīties. Tajos laikos teleskopi laikam gan bija dažadu šķiru cilvēku izplatītākā aizraušanās; tāpat kā astronomijas zināšanas bija nepieciešams nosacījums, lai varētu būt ne tikai kulturāls cilvēks, bet arī piede­rēt pie labākās sabiedrības. Mitoloģija, astronomijas termini un astroloģija bija tik dziļi iespiedušies XVII gadsimta sabiedrības valodā, ka cilvēks, nepazīdams šos priekšmetus, varēja gluži vienkārši nesaprast saru­nas jēgu. Modes salonos astronomijas problēmas, šķiet, apsprieda daudz biežāk nekā mūsu dienās astronomi­jas biedrību sēdēs.

Bet tagad no pirmā un paša mazākā reflektora pār­iesim uz pēdējo un vislielāko.

LOMO—1967—BTA. Ko šie šifri nozīmē?

Mēs esam Ļeņingradaš optikas mehaniskajā apvie­nībā. Seit montēšanas cehos padomju varas piecdesmi­tās jubilejas gadā dzima gigants: pasaulē vislielākais teleskops-refleldors. Tā rūpnīcas marka «BTA» no­zīmē — «Lielais teleskops ar azimutālu montējumu». Tas ir, instrumenta galvenā ass ir nevis paralēli Ze­mes asij, kā parasti lielajiem instrumentiem, bet gan notēmēta precīzi zenītā.

Nedaudz konkrētu datu, lai palepotos. Kam gan tāda vājība nepiemīt! Teleskopa galvenā spoguļa diametrs ir 600 centimetru! Tas ir gandrīz par metru vairāk nekā amerikāņu Mountpalomaras milzenim, kas uzstā­dīts 1949. gadā (tā brīvā atvēruma diametrs ir 508 cen­timetri).

BTA galvenais spogulis sver 42 tonnas, bet visa se­šus metrus garā teleskopa caurule aptuveni 280 ton­nas! Ja pievieno platformas, klāju laukumus un tādus sīkumus kā liftus, elektronu smadzenes, kuras vada šo milzeni, laboratoriju un palīgmehānismus, tad tele­skopa svars pieaug līdz 850 tonnām. īstenībā tas ir vesels zinātniskās pētniecības kombināts. Tajā ir foto- aparatūra debess objektu uzņemšanai un aparāti kalo- rimetriskiem mērījumiem, infrasarkanā izstarojuma uztvērēji un gigantisks spektrogrāfs ar divmetrīgu pa­pildu spoguli. Aparatūra sarežģītiem zvaigžņu polari- metriskiem pētījumiem un televīzijas iekārta, kas novē­rojamā objekta attēlu aizvada līdz centrālās vadības pults ekrānam. Visas lieliskā instrumenta brīnumierī- ces nemaz nav iespējams uzskaitīt. Noslēgumā var minēt vēl vienu raksturlielumu: konstruktori apgalvo, ka ar BTA viegli varēs saskatīt sērkociņu, kas aizde­dzināts … tūkstoš kilometru attālumā. Ja šo popula­rizāciju pārtulko astronomisko mērogu valodā, tad sa­gaidāms, ka mūsu teleskopa «darbības rādiuss» būs vienlīdzīgs daudziem simtiem tūkstošiem miljardu kilo­metriem. Runa taču ir par sērkociņa salīdzinājumu ar Sauli. Zinātnieki atklās zvaigznes, par kuru pastāvē­šanu pagaidām nevienam nav ne jausmas.

Reflektoram principā nevar būt kropļojumi, kas ra­dušies gaismas laušanas dēļ. (Tiesa, to vietā parabo­liskiem reflektoriem ir pašiem sava aberācija, kura ir visu citu aberāciju vērta. Runa ir par komu. Ja para­lēlu gaismas staru kūlis uz reflektora ieliektā spoguļa krīt nevis perpendikulāri, bet zem kāda leņķa, tad spo­gulis to nevar fokusēt precīzi vienā punktā. Punkta vietā attēls atgādina nelielu komētas asi. No tās arī radies nosaukums — koma. Sī aberācija ierobežo re­flektora redzes lauka leņķi. Tā, piemēram, pieci simti astoņu centimetru reflektoram redzes lauks ir tikai des­mit leņķa minūtes.)

Tomēr reflektora konstrukcija ir vienkāršāka un dro­šāka. Uz balsta taču daudz drošāk noguldīt reflektora spoguli nekā nostiprināt refraktora lēcu. Tiesa, stikla termiskās izplešanās dēļ spoguļa virsmas deformācijas var radīt pat lielākus kropļojumus nekā iekārtās lēcas izliekums. Nav patīkama arī spoguļa atjaunošanas pro­blēma. Alumīnija vai sudraba klājums ir ļoti maigs. Pēc pieciem sešiem gadiem tas atjaunojams, bet tas nozīmē, ka iekārta pilnīgf demontējama. Spogulis jāno­ņem, jāatjauno un ar juveliera precizitāti jānovieto agrākajā vietā, pretējā gadījumā no jauna iegūtie ne­gatīvi neatbildīs agrāk iegūtajiem. Un tomēr tieši t'ele- skopi-rcflektori ir optiskās astronomijas šodiena. Tie mēdz būt visdažādākās sistēmas un tipu.

5. Šmita kamera

Arī Smita kamera ir teleskops-reflektors, bet bez reflektora galvenā trūkuma — komas. Izgudrotājs Ber­nards Smits teleskopa fokālās plaknes priekšā novietoja plānu sarežģītas formas koriģējošu plāksnīti. Paralēlā kūļa ārējos starus plāksnīte nedaudz izkliedē. Tas iz­slēdz aberācijas iespēju. Tiesa, diafragma, kas atbalsta koriģējošo plāksnīti, ierobežo teleskopa uztverto gais­mas plūsmu. Un tas krietni ierobežo teleskopa darbības rādiusu.

Pie Smita kameras trūkumiem pieskaitāma arī nepie­ciešamība izgatavot divreiz garāku cauruli nekā pa­rastajiem reflektoriem. (Koriģē divkāršā fokusa attā­lumā.) Nepatikšanas rodas arī teleskopa būvētājiem. Un tomēr Smita sistēmas instrumenti uzstādīti dau­dzās pasaules observatorijās.

Vislielākais tāda tipa teleskops, kura spogu]a dia­metrs ir 203 centimetri, 1960. gadā uzstādīts Tauten- burgas observatorijā Vācijas Demokrātiskajā Repub­likā.

6. D. Maksutova sistēmas meniska teleskops

Ap mūsu gadsimta četrdesmitajiem gadiem senās zi­nātnes arsenālu papildināja vēl viena jauna tipa tele­skopi. Padomju optiķis — PSRS Zinātņu akadēmijas ko­respondētājloceklis D. Maksutovs ieteica Smita lēcu, kam ir sarežģītas formas virsma, aizstāt ar menisku, kam ir divas sfēriskas virsmas. Pārsteidzošs efekts! Nepasliktinoties attēla kvalitātei, teleskopa garums at­kal samazinājās. Tagad Maksutova sistēmas reflektori uzstādīti mūsu valsts lielākajās observatorijās.

Bet vispār ikvienam jebkura tipa instrumentam ir savas priekšrocības un savi trūkumi.

7. Metodes, kuras jau ir un kuras vel bus

Bagāts ir modernās zvaigžņu zinātnes aparatūras arsenāls. Un tomēr astronomi nav apmierināti. Kāpēc? Vai tad viņiem nepieder labākā mūsu laiku tehnika, un vai par astronomiju neinteresējas mūsu planētas gaišā­kie prāti? Vai tad viņiem nav vecas un jaunas obser­vatorijas, turklāt vēl kalnos, nepieejamās vientuļās vie-

tās, uz kurieni dārgi izmaksā jau tikai brauciens vien … Taču — stop! — vispirms noklausīsimies pretenzijas.

Pirmā sūdzība — trūkst informācijas.

Nu, dārgie … Optiskā astronomija, radioastrono- mija. Ko vēl vajag? Izrādās, ka neapmierina — Zeme! Dzimtā planēta, šūpulis! Viņiem sagribējies nokļūt uz Mēness. Bet kāpēc? Zemes nemierīgās atmosfēras dēļ astronomiem tiekot tikai drupatas. (Vai dzirdat? Viņi iedrošinās nosaukt par drupatām to, no kā gadu tūk­stošiem ir pārtikuši ģēniji!) Varbūt vaina nav atmo­sfērā? Starp citu, šķiet, sāk skanēt pārliecinošāki iebil­dumi.

Fiziķi sūdzas: gāzu apvalks ap Zemi ir ļoti maz caur­spīdīgs. Cauri atmosfērai uz Zemes nokļūst niecīga daļa no Kosmosa izstarojumiem. Ne velti populārais amerikāņu astronoms G. Resels sapņoja: «Pēc nāves visi labie astronomi nokļūs uz Mēness.» Ko te lai saka? Uz Mēness ir ideāli apstākļi novērošanai. Starp citu, vai izsmeltas visas Zemes iespējas?

Atkal vēsture mūs aizved uz XVIII gadsimta beigām un XIX gadsimta sākumu. Tas bija apbrīnojams laiks, kad dzīvoja ģeniāli vientuļi, smalki un asprātīgi cilvēki ar dzelžainām darba spējām. Viņiem viss — darbs, at­pūta, prieks, pati dzīve — sastāvēja no uzticības zināt­nei. Nevienā laikmetā nav iespējams atrast cilvēku, kuram būtu izdevies izdarīt atklājumu it kā starp citu. Slava apbalvo, bet par to pieprasa cilvēkam viņu pašu

visā pilnībā, bez pārpalikuma, kaut arī viņš būtu trīs­kārtējs ģēnijs.

Tātad atkal Anglija. Mazais Slou ciematiņš Vindzo- ras tuvumā. Tur kopš 1783. gada dzīvo galma instru­mentu meistars Viljams Heršels — cilvēks ar apbrīno­jamu likteni. Dzimis Hanoverā, kara orķestra muzikanta ģimenē, Viljams mantoja tēva profesiju un septiņpadsmit gadu vecumā kļuva par Hanoveras gvar­des obojistu. Pēc dažiem gadiem Heršels dezertēja un, pārcēlies uz Angliju, vispirms sāka pasniegt mūzikas privātstundas, bet pēc tam ieņēma ērģelnieka amatu Halifaksā un Batā.

Tā laika puritāniskās Anglijas mūzikas pasaulē jau­nais ērģelnieks bija diezgan ievērojams cilvēks. Taču viņa domas nepiederēja mūzikai: pēc muzikanta darba dienas, kas bieži ilga četrpadsmit stundas, viņš visus savus vakarus veltīja matemātikas, valodu, optikas un astronomijas studijām. Viņa vēlēšanās pašam sa­vām acīm redzēt zvaigznes bija tik stipra, ka viņš no­vērojumiem izmantoja pat koncertu starpbrīžus. Grūti iedomāties, kad viņš atpūtās. Pēc tēva nāves Viljams pie sevis paņēma māsu Karolīnu un jaunāko brāli Alek­sandru, kuri drīz vien tāpat aizrāvās ar astronomiju. Brālis kopā ar viņu slīpēja teleskopa spoguli, bet Karo- līna tanī laikā skaļi lasīja, lai prātam velti nezustu laiks. Nakts debess novērojumos māsa kļuva par viņa tuvāko palīgu, bet pēc tam veica novērojumus patstā­vīgi, izdarot vairākus interesantus atklājumus.

1774. gadā apbrīnojamā ģimene izgatavoja savu pirmo spoguļteleskopu. Vairākus gadus neatlaidīgi strā­dādams, Viljams Heršels ne tikai ieguva pieredzi, bet arī pašpārliecību. 1781. gada 13. martā Dvīņu zvaig­znājā viņš negaidot atklāja zvaigzni ar redzamu disku. Vispirms viņš to noturēja par komētu, taču drīz vien, aprēķinājis, ka orbīta ir gandrīz riņķveidīga, pārlieci­nājās, ka atklāta jauna planēta. Karalim par godu viņš to nosauca par «Džordža zvaigzni», taču šis nosau­kums neieviesās, un planētu sāka saukt par Urānu. Sis atklājums «pagrīdes astronomu» tūlīt izvirzīja slave­nību rindās. Karalis un viss galms pārliecinājās, ka «muzikanta» teleskops ne tikai nav sliktāks, bet gan krietni pārspēj instrumentus, kas izgatavoti Griničas observatorijā un Vindzorā. Tad ari Heršels saņēma pa­godinošo priekšlikumu ieņemt karaliskā instrumentu meistara posteni. Iecelšanas brīdī tika aizmirsts tīrais sīkums — alga. Tā izrādījās tik niecīga, ka «meista­ram» joprojām lielāko laika daļu vajadzēja veltīt apni­kušajai mūzikai. Tiesa, galu galā Heršela trūcīgais stāvoklis kļuva zināms karalim, kas to uzlaboja. Astro­nomijā sākās «zelta laikmets».

Ar Heršela atklājumiem un darbiem astronomijā vēl sastapsimies. Pagaidām neliela atkāpe no zvaigznēm.

Novērodams Sauli caur dažādiem filtriem, Heršels gribēja izmērīt temperatūru dažādos Saules spektra punktos. Sajā nolūkā viņš caur prizmu laida Saules staru un parasto dzīvsudraba termometru, kam lodīte bija nokvēpināta, pārvietoja no vienas krāsas apgabala uz citas krāsas apgabalu. Un, lūk, pirmais atklājums — sarkanā gaisma izrādījās daudz siltāka par gaišzilo. Brīnumi! Un otrs — vēl dīvaināks atklājums: termo­metrs turpina sasilt pat tad, kad tas pārvietots tumsā ārpus sarkanās joslas.

Skaidrs, ka šeit darīšana ar jauna veida — infrasar­kano starojumu, kurš, palikdams neredzams, pakļaujas tiem pašiem likumiem, kuriem pakļaujas redzamā gaisma. Un viņš, Heršels, to atklājis!

Jaunie stari ir vēl viena valoda, kurā Visums sarunā­jas ar cilvēku. Tagad tikai jāiemācās šo valodu saprast. Vajadzēja vairāk nekā simt gadus, lai infrasarkanajos staros iegūtu pirmās īstās debess ķermeņu fotogrāfijas. Panākumi bija pārsteidzoši. Uz Venēras atklāja ogļ­skābo gāzi, bet uz Jupitera — ūdeņradi.

Infrasarkanais izstarojums astronomiem kļuva par drošu informācijas avotu. Tas stāstīja par planētu at­mosfēru dabu un temperatūru uz planētu virsmām. Sajā nozarē sevišķi straujš progress sākās pēc otrā pasaules kara. Tiesa, autors neiedrošinās apgalvot, ka par šo progresu jāpateicas tīrai un neapšaubāmi mier­mīlīgai zinātnei — astronomijai. XX gadsimta zinātne ir pārāk stipri pieradusi uzlasīt druskas no Marsa galda. Infrasarkanā lokācija, paštēmējošo raķešu infra­sarkanās kaujas galviņas…

Izauga arī pirmās barjeras: pašas Zemes infrasar­kanais izstarojums, bet galvenais — mūsu planētas at­mosfēra, kas absorbē lielāko daļu no pienākušajiem in­frasarkanajiem stariem. Ja varētu tikt ārpus atmosfē­ras robežām!

Tā arī šeit darba kārtībā iekļuva ārpusatmosfēras astronomijas problēma.

Infrasarkanā astronomija neapmierināja zinātnieku apetīti. Cilvēks alkst pēc zināšanām. Un šī alkatība pra­sīja jaunus informācijas avotus.

Dzirdamas optiskās astronomijas pārstāvju balsis. Vai arī viņi nav apmierināti? Cilvēkam uz Zemes ir pāri par miljonu gadu, un visu šo laiku viņš debesīs ir skatījies pats savām acīm. Priecājies par Saules lēk­tiem un skumis par rietiem. Sajūsminājies par zvaigžņu briljantu mirdzumu. Bet viņi?!

Zemes atmosfēra nekad nav nekustīga un absolūti caurspīdīga. Tajā nemitīgi notiek kustība. Siltie slāņi sajaucas ar aukstajiem, rada virpuļus, liek mirgot zvaigznēm. Vai ir vērts būvēt milzīgus, gigantiskus te­leskopus, ja caur drebošo atmosfēru var ieraudzīt nevis svešas planētas skaidru ainu, bet gan tikai neskaidru, vairāk vai mazāk spožu plankumu ar izplūdušām kon­tūrām? Uz Marsa nevar saskatīt Skiaparelli atklātos kanālus. Un tāpēc vēl jo vairāk nevienā gigantiskā tele­skopā, kas novietots uz Zemes virsmas, neizdosies sa­skatīt raķeti, kura nolaidusies pie kāda no mūsu nakts pavadoņa krāteriem …

Kļūst saprotamas astronomu tieksmes nokļūt augstos kalnu rajonos. Tur gaiss ir tīrāks, mierīgāks. (Vēl labāk saprotamas degošās pretrunas, kas plosa tos zinātnis­kos darbiniekus, kuri pret moderno pilsētu komfortu nebūt neizturas naidīgi.)

Labi, ja kalni, tad kalni. Ko vēl? Paldies kaut par to, ka bija ar mieru kā nelielu dāvanu pieņemt Ļeņin- gradas BTA; bija ar mieru, bet tūlīt arī pasacīja, ka priekšmetam, kuru šis unikālais aparāts saskatījis uz Mēness virsmas, izmēri būs ne mazāki par 60 metriem. Varbūt vispār nevajag būvēt tik gigantiskus telesko­pus? Lūdzu, viena BTA vietā visus astronomus, ieskai­tot arī amatierus, var apgādāt ar personāliem Ņūtona reflektora tipa portatīviem instrumentiem. Ak nē! Izrā­

dās, lielie teleskopi tomēr vajadzīgi. Jo lielāks spogu­lis, jo vairāk gaismas tas sakopo. Jo spožākas kļūst vājās zvaigznes, jo lielāks ir izdaudzinātais instru­menta darbības rādiuss. Bet te jauns ierobežojums. Kā izrādās, diez vai kādreiz izdosies vispār uzbūvēt instru­mentu, kas ir lielāks par teleskopu BTA. Tam par iemeslu … Zemes pievilkšana. Sešmetrīgais spogulis sver 42 tonnas. Bet tā ieliekums nedrīkst pārsniegt gais­mas viļņa garuma desmito tiesu, tas ir, piecas simttūk- stošdaļas milimetra. Bet spogulim taču ir jāpārvietojas.

Jā, problēma … Protams, smaguma spēku var uz­skatīt par neizbēgamu ļaunumu. Bet var …

Protams, uzmanīgs lasītājs jau sen nojauš, kurp vir­zās saruna. Astronomijai uz Zemes ir par šauru. Ne­pārtraukti dzīdamās pēc informācijas, cilvēce ar ilgām skatās uz raķetēm. Un pielāgo astronomijas instrumen­tus Kosmosam. Ar aerostatiem paceļ tos 20 kilometru augstumā.

Starp citu, mūsu astronomiskie instrumenti ne vienu reizi vien jau pacēlušies gaisā, lai tiktos ar Sauli, un katru reizi ar izpletni laimīgi atgriezušies mājās. Aug­stums tikai 20 kilometri, bet aina ir pilnīgi citāda. Attālinoties no Zemes jvirsmas, mainās ne tikai debess ķermeņu izskats, bet aizvien bagātāks un bagā- taks kļūst arī uztverto elektromagnētisko svārstību spektrs.

Raķešu astronomija droši vien būtu laba izeja. Pirm­kārt, netraucē atmosfēra. Otrkārt, netraucē smaguma spēks. Bet. galvenais — daudzie jaunie informācijas avoti: ultravioletie stari, rentgenstari, gammastari. Kā ir ar šo ģeniālo ideju?

Diez vai vajag runāt par moderno raķešu dar­bības principu. Vispārējos vilcienos tas ir pārāk vienkāršs, bet detaļās tik slepens, ka naivi būtu ce­rēt ieraudzīt uz veikalu letēm grāmatu, kurā tas sīki aprakstīts.

Sacīsim labāk tā: līdz ar pirmā padomju mākslīgā pavadoņa palaišanu, kas no telpas ārpus atmosfēras sauca «bip-bip», sākusies Kosmosa pētīšanas ēra Kos­mosā (tiesa, vēl vairāk Zemes pētīšanas ēra no Kos­mosa, turklāt mērķi ir atšķirīgi, taču mūs interesē vie­nīgi Kosmoss).

Visus zinātniskos uzdevumus, kas ir ikvienam māk­slīgajam Zemes pavadonim, patiešām nav iespējams minēt. Visu profesiju zinātnieki plēsonīgi metas virsū kārtējam pavadoņa palaišanas plānam, cenzdamies gan ar labu, gan ar viltu iedabūt pavadonī pēc iespējas vairāk savu aparātu. Mākslīgajiem Zemes pavadoņiem pagaidām diemžēl nepiemīt kuģu ietilpība. Bet arī uz šo transporta veidu taču ne vienmēr izdodas dabūt biļe­tes. Aiz borta palikušajiem jāgaida nākamais kuģis, pēc tam vēlreiz nākamais. Kosmoss ir modē. Un tāpēc tas tūlīt ir ievajadzējies bez izņēmuma visiem. Tāpēc arī izplatījumā tiek palaisti aizvien jauni un jauni pava­doņi.

Dažos gados ap mūsu planētu jau izsviests tik daudz dzelzs, ka, savācot to visu kopā, iznāktu tīri laba kos­miskā stacija ar observatoriju un visām ērtībām apkal­pei, kas sastāvētu no visiem kosmonautiem, kuri līdz šim bijuši ārpus atmosfēras. Pēc 1969. gada augusta datiem, "tikai Padomju Savienība vien telpā ap Zemi bija palaidusi vairāk nekā 290 «Kosmosa» sērijas pa­vadoņus, neskaitot citas sērijas, piemēram, «Poļet», «Elektrons», «Protons», «Molņija», automātiskas starpplanētu stacijas un dažādu tipu kosmiskos ku­ģus. Diez vai mūsu konkurenti amerikāņi šajā ziņā at­paliek.

Tomēr ievadīt orbītā astronomijas observatoriju, kas apgādāta ar teleskopu, un organizēt informācijas iegū­šanu un noraidīšanu uz Zemi pat modernajai tehnikai ir ļoti sarežģīts uzdevums. Kā zināms, amerikāņu 1966. gada aprīļa mēģinājums palaist pirmo orbitālo astro­nomijas observatoriju bija neveiksmīgs. Četri astoņ- collu un viens sešpadsmit collu reflektors nogāzās zemē un pārvērtās metāla lūžņos.

Grūtību ir daudz. Kā, piemēram, nodrošināt, lai seko­šanas mehānisms darbotos precīzi. Tā galvenais uzde­vums ir nemainīgi turēt teleskopu pavērstu uz izrau­dzīto objektu. Nevajag aizmirst, ka pat ārpus atmosfē­ras lielākajai daļai fotouzņēmumu vajadzīga ilgstoša ekspozīcija. Jo vājāka zvaigzne, jo ilgāk jāeksponē. Un, ja eksponēšanas laikā mūsu observatorija sāks svaidī­ties dažādos virzienos, tad rezultāts būs aptuveni tāds pats, kāds būtu, ja jūs Jaungada ballē fotografētu tvis- totājus.

Bez tam raķešu astronomija sevi neierobežo ar to informācijas apjomu, kas iegūstams ar mums jau zināmiem paņēmieniem, tas ir, ar informāciju, ko iegūst redzamo gaismas staru, infrasarkano staru un radioviļņu diapazonos. Izeja atmosfērā padara pieejamu elektromagnētisko svārstību spektra otru pusi — ultra­violetos starus, rentgenstarus, beidzot, gammastarus.

1962. gadā Kosmosā tika atklāts pirmais noslēpumai­nais rentgenstaru avots: ne zvaigzne un ne miglājs. Avots nebija līdzīgs nevienam no pazīstamajiem objek­tiem. Bet šodien jau atklāts pāri par desmit tādu avotu.

Nesen tika gūta pirmā uzvara — 1966. gada jūnijā visspēcīgāko no šiem noslēpumainajiem «nezināmajiem» Skorpiona zvaigznājā izdevās identificēt ar strauji mai­nīgu trīspadsmitā lieluma zvaigzni. Nav izslēgts, ka tas ir nezināmas uzliesmojušas zvaigznes — «novas», kā parasti mēdz sacīt, pārpalikums. Apgalvojums nav pavisam drošs, tomēr tas ļauj secināt, ka attīstās pavi­sam jauna senās zinātnes nozare — Rentgenstaru as­tronomija.

No Kosmosa mums pienāk divu tipu izstarojums: nei­trālās daļiņas — fotoni un neitrīno un elektriski lādē­tās daļiņas — elektroni, protoni utt. Lādēto daļiņu ceļi

ir sarežģīti, tās kustas pa spirālēm, tinas ap galaktisko magnētisko lauku spēka līnijām, tāpēc ir ļoti grūti no­teikt šo daļiņu avotus. Cita lieta — neitrīno, kam ir kolosāla caurspiešanās spēja. Pēc kustības trajektori­jām varēs atrast vietu, kur tie radušies, — tā sacīt, atrast matērijas «dzemdību namu». Un tas nozīmē sa­meklēt Visuma galveno mehānismu.

Neitrīno avots ir zvaigznes blīvais, verdošais kodols. Zvaigznes kodolā ļoti enerģisku rentgenstaru kvantu veidā rodas arī gaisma. Bet, kamēr gaisma tiek cauri neiedomājami biezajai spīdekļa masai, tā ne tikai zaudē daļu savas enerģijas, bet, galvenais, aizrit miljoniem gadu. Turpretim ņiprie neitrīno, tiklīdz radušies, tūlīt izskrien cauri visai zvaigznei, it kā tā būtu tuksnesīgs trakts. Neitrīno spektri astronomiem tieši no pirmavo­tiem dotu ziņas par pašā Saules centrā noritošām reak­cijām. Astronomi eksperimentatori gūtu iespēju iespies­ties zvaigžņu dzīlēs.

Tā būtu interesanta aina. Novērotāji varētu lūkoties Saulē ne tikai tad, kad tā ir zenītā, bet arī tad, kad starp spīdekli un novērotāju ir viss Zemes ķermenis. Tas zinātniekus atbrīvotu no traucējumiem, jo, no nei­trīno «viedokļa», Zeme ir tukšums.

Laikam gan pagaidām vēl neviena cita zinātne jau­nības ziņā nav pārspējusi Neitrīno astrofiziku. Mūsu valstī pirmo reizi par to sāka runāt 1960. gada 10. maijā, kad PSRS Zinātņu akadēmijas Astronomijas padomes sēdē referātu nolasīja divi vadoši zinātnieki — B. Pontekorvo un D. Franks-Kameņeckis. Tiesa, lai ra­dītu neitrīno astronomiju, vispirms jāiemācās notvert pašas daļiņas.

Diemžēl pagaidām gandrīz nemaz neizdodas notvert neitrīno. Gan alkatīgajiem fiziķiem, gan astronomiem atliek tikai sapņot. Bet viņi ir tiepīgi — šie fiziķi un astronomi. Un, kamēr darbs nevirzās uz priekšu, viņi nopratina fotonus, izokšķerēdami Visuma senos noslē­pumus. Un kas no tā iznāk? Tomēr vispirms norunāsim, ko uzskatīt par fotonu.

Aptuveni kopš desmitās klases mēs zinām, ka elemen­tārās daļiņas ir duālistiskas — tās mums var parādī­ties te kā daļiņas — korpuskulas, te kā viļņi. Ceļā uz

šī fenomena izskaidrošanu no veselā saprāta viedokļa ir prāvs daudzums kurmju rakumu. Tāpēc vienkārši pieņemsim zināšanai, ka «daļiņas ir viļņi». Sevišķi skaidrs tas kļūst pēc tam, kad jūs esat stingri apgu­vuši, ka «viļņi ir daļiņas».

Tagad, sapratuši galveno, elektromagnētisko svār­stību spektra viļņu garumus pārrēķināsim kvantu enerģijā (fotonu enerģijā). Tā mēs iegūsim veselu da­ļiņu zvērnīcu.

Par ļoti enerģiskiem fotoniem (piemēram, gamma- staru kvanti, kas atbilst 1012 elektronvoltu enerģijai un vairāk) mums vispār nevajadzētu interesēties. Tie ir pārāk enerģiski.

Pēc astrofiziķu aprēķiniem, ja klaiņojošo gamma- kvantu enerģija ir 1012 elektronvolti, tad to ceļš nepār­sniedz … vienu miljardu gaismas gadu. Zvaigžņu pa­saules mērogos tā ir pastaiga pilsētas apkaimē.

Turpretim mazāk enerģiski gammastari bez sevišķām grūtībām nolido visus trīspadsmit miljardus gaismas gadu, kas Saules sistēmu atdala no Visuma «redzamās malas». Un katrs klaiņojošs fotons ir gudrību krātuve. Jāprot tikai to iztaujāt.

Vai jums nešķiet, ka mēs stāvam pie vēl viena astro­nomijas «bērna» — Gammaastronomijas — šūpuļa? Ļoti žēl, ja jums tā neliekas, tāpēc, ka tā tas ir īste­nībā. Un šī bērnā pirmos panākumus nevajadzēja ilgi gaidīt.

Tātad mēs kopīgi aplūkojām ne tikai dažus jautāju­mus zvaigžņu zinātnes vēsturē, bet arī pašā astrono­mijā. Iepazināmies (garām ejot, tikai garām ejot, kā jau autors brīdināja) ar tās galvenajām nozarēm,.in­strumentiem un pat ar dažām metodēm, jo dažkārt tieši metode bija vainojama, ka radusies jauna nozare, un tieši metode neatlaidīgi prasīja īpašus instru­mentus.

„ Bet, tā kā mums visiem vēl svaigi atmiņā ir ziņo­jumi par automātisko kosmisko starpplanētu staciju lidojumiem uz Mēnesi, uz Veneru un uz Marsu, tad', atceroties, ka «labāk vienu reizi redzēt nekā simt reizes dzirdēt», mēs varam izdarīt secinājumu.

Kopš 1957. gada astronomija ir kļuvusi bagātāka ar jauniem spēcīgiem izziņas līdzekļiem, tā apgādāta ar raķetēm. Tātad, lai uzzinātu, kā cilvēks apgūst Kos­mosu, abas zinātnes — astronomija un astronautika — jāaplūko kopā.