Вселенная. Вопросов больше, чем ответов 2009

Но все-таки, несмотря на столь остроумные формулировки, «антропный принцип» сильно отдавал философией, причем философией чисто умозрительной². Так что полностью устроить ученых он, все-таки, не мог.

¹ С электронами ситуация, конечно, более сложная — классическое по­нятие «орбиты» к ним неприменимо. Но итоговые выводы остаются в силе. — Примеч. авт.

² Не являясь специалистами в области философии, авторы все же надеются, что умозрительной является не вся философия целиком. — Примеч. авт.

369

Однако и острота проблемы во время появления «антропного принципа» была определенно меньше, чем сейчас. Можно было считать, например, что есть некие, пока не известные нам прин­ципы, которые с неизбежностью приводят именно к такому на­бору фундаментальных констант. Наконец, можно было просто считать их как априорную данность, не нуждающуюся в объяс­нении.

Все изменила теория суперструн. Эта теория, в которой эле­ментарные «точечные» частицы «заменяются» на некие одно­мерные струны, различные моды колебаний которых соответ­ствуют разным типам элементарных частиц¹, несмотря на все возникшие сложности, является одной из наиболее перспектив­ных кандидатур на роль «Единой теории поля». Или же, как это часто называется в популярной литературе — на роль «Теории Всего», объединяющей в себе все четыре типа фундаментальных взаимодействий: сильного, слабого, электромагнитного и грави­тационного.

И первой проблемой стало то, что данная теория (точнее — теории, их существует несколько разновидностей) оперирует числом пространственных измерений, сильно большим, чем наши три. Например — одиннадцатью. Но «лишние» измерения при переходе от уровней энергии, где «царит» единая теория, к более низким — «сжимаются», или, как это обычно называет­ся «компактифицируются», проявляясь только на расстояниях, близких к планковским.

Так почему же «сжалось» именно нужное число измерений?

Второй, и даже более серьезной проблемой оказалось то об­стоятельство, что в рамках суперструнных теорий привычные нам фундаментальные константы и массы элементарных частиц действительно являются «производными» от констант более вы­сокого порядка (например, от своего рода «модуля упругости», «жесткости» струны). Только вот механизма, который бы обе­

¹ Приставка «супер-» появляется из-за «наложенных» на теорию струн идей «суперсиммегрии», которые мы не будем здесь обсуждать. — Примеч. автп-

370

спечил «перевод» данных «сверхфундаментальных» констант именно в те, с которыми мы имеем дело — эти теории предло­жить пока не могут.

Напротив, одна и та же теория при переходе к низкоэнер­гетическому пределу (окружающему нас миру) может дать огромное число (до ю¹⁰⁰) самых разных комбинаций «обыч­ных» констант, среди которых наш мир абсолютно ничем не выделен.

И вот тут как раз на помощь приходит теория « вечной инфля­ции» (хотя — вот парадокс! — совместить условия для данного режима инфляции с механизмами суперструнных теорий оказа­лось весьма и весьма непросто).

Да, у нас рождается огромное количество самых разных все­ленных. Да, в каждой из них случайным образом реализуется свой набор условий. Ну, а мы живем в такой Вселенной, в кото­рой набор этих условий оказался подходящим для жизни наше­го типа, вот и все.

В других вселенных могут быть другие фундаментальные константы, другое число пространственных (а может — и вре­менных?) измерений. Там может быть абсолютно пусто, а может и нет. Быть может, там тоже со временем возникают галактики, звезды и планеты. Планеты, на которых способна зародиться жизнь — скорее всего, совсем-совсем не похожая на нашу.

И, чем черт не шутит, вдруг эта жизнь в ходе своей эволюции поднимется до стадии разумных существ? Тоже совсем не похо­жих на нас — но которых будут мучить такие же вопросы.

Одним из которых, безусловно, станет—а почему их Вселенная именно такая, а не какая-либо другая? И, наверное, кто-нибудь из лучших их представителей тоже рано или поздно придумает «антропный принцип» — пусть и назовет его, конечно, совсем по-другому.

Но вполне возможны, думаем, и вселенные, во всем похожие на нашу. И когда наша станет совсем непригодной для жизни — может быть, наши запредельно далекие потомки найдут способ в одну из таких вселенных перебраться. Ну, или создадут ее сами.

371

Если успеют, конечно.

Как мы уже сказали в конце предыдущего раздела, современ­ные данные пока не позволяют сделать однозначный выбор в пользу типа темной энергии в нашей Вселенной. И одна из кан­дидатур — уже упомянутая «фантомная энергия».

Тем «неприятным» ее свойством, на которое мы намекнули, является вытекающая из ее уравнения состояния (напомним, па­раметр уравнения состояния w меньше -i) способность увеличи­вать свою плотность со временем. И потому в мире, где она есть, возможен новый вариант «конца» Вселенной — так называемый Big Rip («Большой Разрыв»). За конечное время (в некоторых моделях — «всего» несколько десятков миллиардов лет) разме­ры Вселенной и при этом ее плотность возрастают до бесконеч­ности.

Так что столь же бесконечные силы «разрывают» на части все — начиная от скоплений галактик, заканчивая субатомными частицами. Впрочем, так как для разрыва, например, галактики бесконечные силы отнюдь не требуются — их разорвет «немно­го» раньше.

Космологами придуманы и другие возможные типы космо­логических катастроф, которые, правда, являются более «слабы­ми». Так что субатомные частицы, например, как с энтузиазмом отмечают исследующие эти варианты ученые, имеют все шансы катаклизм пережить.

Что ж, здоровый (или нездоровый — это уж как посмотреть) цинизм ученым тоже отнюдь не чужд.

Впрочем, не будем уподобляться персонажу анекдота, на лекции по астрономии облегченно переведшему дух, узнав, что наше Солнце погаснет через 5 миллиардов, а не через 5 миллио­нов лет, как ему поначалу послышалось. Вернемся к более на­сущным вопросам и поговорим о космологической постоянной.

После ослепительных картин рождения Вселенной, вопрос этот может показаться даже несколько мелковатым, но, уверяем, космологов он волнует гораздо больше, чем величественное, но сильно гипотетическое здание той же Мультивселенной.

372

Что же такое космологическая постоянная?

Казалось бы, ответ уж был дан — так проявляется действие физического вакуума. Увы, если начать разбираться глубже, то к «ответу» этому возникнет очень, очень много новых вопросов.

Например, можно подсчитать ожидаемую плотность энергии физического вакуума. Вакуум представляет собой, как мы уже говорили, наинизшее состояние всех квантовых полей. Любое квантовое поле можно представить в виде совокупности кванто­вых осцилляторов — до некоторой степени (в математическом, конечно, смысле) «похожих» на обычные маятники и характери­зующиеся «частотой» своих «колебаний». В силу законов кван­товой физики у этих осцилляторов существуют так называемые «нулевые» колебания, т. е. даже в своем наинизшем состоянии осциллятор обладает некоторой энергией.

Таким образом, энергию вакуума получить очень легко — мы возьмем и просуммируем все эти «минимальные» энергии всех квантовых осцилляторов со всеми возможными частотами, т. е. суммируем от нулевой частоты до бесконечной и получаем... бес­конечность.

М-да, как-то неловко получилось, не правда ли? Ведь такой ва­куум через гравитационное воздействие будет оказывать гигант­ское — собственно, тоже бесконечное влияние на Вселенную.

Разумеется, эту плотность энергии можно попробовать как-то ограничить. Но первое приходящее на ум ограничение — планков- ская плотность энергии — делу помогает не сильно. Бесконечность или около 5 х ю⁹³ г/см³ — прикладная разница невелика.

Еще можно ограничить предельный размер колебаний раз­мером Вселенной. Увы, это тоже проблему не решает. Ведь плот­ность энергии, соответствующая космологической постоянной (порядка 7 х 1о^_3° г/см³, как мы уже говорили), более чем на 120 порядков (в ю¹²⁰ раз!) ниже планковской.

Можно придумать механизм, который как-то ограничивает или компенсирует энергию вакуума, или тем или иным спосо­бом не позволяет ему влиять на эволюцию Вселенной — но очень трудно дать разумное объяснение, почему эта компенсация на­

373

столько «виртуозна», т. е. не полная, а оставляющая крохотную «утечку».

Одна из таких возможностей на первый взгляд возникла в так называемой «теории бран», являющейся одним из вариантов те­ории суперструн. «Брана» — это сокращение от слова «мембра­на», и в рамках этой теории не все остальные пространственные измерения, кроме трех, компактифицировались к планковским размерам. Еще одно, например (но не обязательно одно) «сжа­лось» не до конца, «остановившись» на достаточно макроскопи­ческих размерах — порядка миллиметра или даже больше.

Однако палец, условно говоря, мы в это измерение засунуть не можем — все частицы и все взаимодействия могут распростра­няться только в пределах «обычных» трех измерений.

Все — кроме гравитации.

Гравитация «чувствует» все измерения без исключения. Так что, например, при вспышках Сверхновых часть энергии, уно­симая гравитацией в дополнительные измерения, на взгляд со стороны, может «исчезать» непонятно куда.

Вообще, в этой теории есть очень много интересных момен­тов. Например, черные дыры в ней могут образовываться при гораздо меньших плотностях энергии, чем в «классической» физике (роль которой на этот раз исполняет ОТО). Причем, в зависимости от параметров модели (числа и «размера» измере­ний) — вплоть до доступных в современных ускорителях. Но все это, впрочем, тема другого разговора.

Интересным для нашего разговора представляется следу­ющий момент: если мы попробуем оценить частоту (и, соответ­ственно, длину волны) квантового осциллятора, при суммирова­нии до энергии которого «набирается» наблюдаемая величина космологической постоянной, то у нас получится около 1 мил­лиметра. Очень близко к теоретически ожидаемому размеру до­полнительного измерения...

Но не спешите потирать руки — вообще-то связь между до­полнительными измерениями и предельной частотой вовсе не очевидна. Ведь мы же говорили, что все поля, кроме гравита­

374

ционного, дополнительных измерений вообще не чувствуют! И чем-то «ограничивать» они себя вовсе не обязаны.

Ученые очень хитроумны, так что кое-какие ответы они при­готовили и на этот вопрос. Мы не будем их здесь касаться, по­тому что статус их гипотетичности еще выше, чем «средний» по этому разделу. Тем более, что даже если и позволяя связать кос­мологическую постоянную и физический вакуум, они ничего не говорят о других возможных типах темной энергии: квинтэссен­ции и фантомной энергии.

Так что более популярным ответом на вопрос об их приро­де является то, что все они — разновидности скалярного поля. Примерно такого же (но не обязательно того же самого) поля, что «двигало» эволюцией нашей Вселенной в ее начальные мо­менты, и которое вовсе не обязано иметь уравнение состояния, в точности равное вакуумному.

Например, в достаточно популярных моделях «гибридной» инфляции эволюцией Вселенной управляют два поля (а иногда и больше). И хотя обычно они имеют сопоставимую величину, это условие строгим не является.

Так что второе поле, будучи абсолютно не существенным в силу исключительно малой величины (по сравнению с основ­ным) в начальные моменты — после его «распада» постепенно «копило силы» и вышло к настоящему моменту на первое место по плотности энергии во Вселенной.

Еще более такой сценарий становится понятен в случае фан­томной энергии. Но, хотя такая субстанция гипотетически тре­буется для построения столь же гипотетических «кротовых нор» («гиперпространственных туннелей», являющихся, впрочем, темой другого разговора) — в силу причин, о которых мы рас­сказали немного выше, ее присутствие во Вселенной является определенно не самым желанным событием.

Увы, как уже было сказано, ни одного «экспериментального» примера фундаментального скалярного поля наука на данный момент пока не знает. И вопрос о природе темной энергии оста­ется одним из самых актуальных в современной космологии.

375

Ну, и совсем уж «приземленным», думаем, теперь покажется разговор о темной материи.

Но даже и с ней дело пока представляется не менее темным, чем она сама. Скорее даже более — ведь темную материю, как мы уже не раз говорили, скорее можно назвать совершенно про­зрачной, чего никак нельзя сказать про вопрос о ее природе.

И для начала нужно отделить «темную материю» от «скрытой массы». В русскоязычной литературе эти два термина зачастую используются как синонимы, но на самом деле, разница между ними есть.

Термин «скрытая масса» более широк — он включает в себя и объекты из «обычной», барионной материи, которые пока не­доступны нашему наблюдению из-за несовершенства аппарату­ры. Например, такими объектами могут быть коричневые кар­лики, из которых частично могут состоять гало галактик, как по­казывают результаты экспериментов по обнаружению событий гравитационного микролинзирования, проведенных, в частно­сти, американскими и австралийскими учеными (эксперимент МАСНО) и группой французских и чилийских ученых (экспери­мент EROS).

Но вся «скрытая масса» не может состоять из одних толь­ко пока не обнаруженных объектов из барионной материи (для которых сейчас часто используется термин «темные ба- рионы»). Очень строгие ограничения на общую величину барионной компоненты накладывают, например, данные по первичному нуклеосинтезу, а также данные по анизотропии реликтового излучения. Не стоит забывать и про аргумент о скорости образования структуры Вселенной, который мы при­водили ранее.

Так что около четверти полной плотности Вселенной обяза­тельно должны быть в виде какой-то другой, небарионной фор­мы материи. Именно эта доля массы Вселенной и называется «темной материей». С обычным веществом она может взаимо­действовать только гравитационным образом и еще, возможно, с помощью сил слабого взаимодействия, темп которых в глобаль­

376

ном масштабе слишком мал на современной стадии эволюции Вселенной.

Что же это может быть за материя?

Один из кандидатов хорошо известен — это массивные ней­трино. Однако, как мы уже говорили, их доля (не более 2% пол­ной плотности) слишком мала по сравнению с требуемой вели­чиной.

Более того, нейтрино обычно выделяют в отдельный подвид темной материи — так называемую «горячую темную материю». Термин связан со скоростями частиц — в свою очередь завися­щими от массы, которая у нейтрино, как известно, очень мала. Кстати, именно из-за того, что нейтрино являются «горячей» материей, и вытекают столь сильные ограничения на их долю — ибо «горячие» частицы должны оказывать достаточно специфи­ческое влияние на наблюдательные данные, деталей которого мы касаться здесь не будем.

Значит, неизвестная нам темная материя должна быть, во- первых, небарионной, а, во-вторых — «холодной», т. е. достаточ­но массивной.

И исторически, пожалуй, первый кандидат тут — «вездесу­щие» черные дыры. Первичные черные дыры, возникавшие в самые начальные моменты эволюции Вселенной.

За последнее время были получены достаточно строгие огра­ничения на возможный диапазон их масс (понятно, например, что слишком «легкие» черные дыры давно уже должны были ис­париться к настоящему моменту времени), но полностью данная возможность пока не закрыта.

Тем не менее, большинство ученых склоняется к тому, что ча­стицы темной материи являются все же частицами элементар­ными. Только — пока не открытыми. Общее название этого клас­са частиц — WIMP’bi (Weakly interacting massive particle — сла- бовзаимодействующие массивные частицы), а одни из наиболее «популярных» представителей — аксионы и нейтралино.

Они не обязательно должны быть совершенно равномерно распределены по Галактике — возможно, например, что они об­

377

разуют своего рода гигантские «облака», в которые периодиче­ски может попадать Солнечная система (никаких катастрофиче­ских последствий, конечно, при этом происходить в принципе не может). Способны они также и «накапливаться» в центре Солнца и даже Земли — что открывает интересные перспективы для их возможного обнаружения.

А поиск этих частиц сейчас активно идет — например, в назем­ных детекторах CDMS в США, DRIFT в США и Великобритании, DAMA/LIBRA в Италии. А также в спутниковой миссии PAMELA — совместном проекте Италии, России, Германии и Швеции, запуск которой был осуществлен 15 июня 2006 года с космодрома Байконур.

Надежного результата пока не получено (самыми многообе­щающими при этом выглядят данные PAMELA), но ученые пол­ны оптимизма. И их совсем не смущает, что такие частицы не укладываются в рамки Стандартной Модели элементарных ча­стиц.

В конце концов, массивные нейтрино тоже заступили за эти границы — пусть и не очень далеко. А значит — приходит время менять модель.

И можно быть уверенными, что когда это станет действитель­но необходимо — сделано это будет безусловно.

Быть может, несколькими загадками при этом станет мень­ше. Но всего их в космологии накопилось столько (а мы пове­дали только о малой их доли), что можно и должно признать: вопросов пока много больше, чем ответов.

И это, на самом деле, замечательно.

ЧАСТЬ VII

ЛЮБИТЕЛЬСКАЯ

АСТРОНОМИЯ

Теперь, поговорив о тайнах Вселенной, мы напоследок рас- смотрим вопрос: может ли любой человек, не астроном, продол­жить знакомство с небесными объектами уже не в теоретическом, а в практическом плане? Ответ: да, может. В мире насчитывают- ся сотни тысяч, если не миллионы астрономов-любителей, регу­лярно наблюдающих небо в небольшие, в том числе самодель­ные астрономические инструменты.

Если подходить беспристрастно, то многих великих астроно­мов прошлого можно назвать продвинутыми любителями, или, по меньшей мере, они начинали как любители. Уильям Гершель был музыкантом, а до высокого профессионализма в астроно­мии поднялся самостоятельно, Ян Гевелий был пивоваром, ис­следователь малых планет Ольберс — врачом, его «коллега» по астрономической специализации Гольдшмидт — художником, лорд Росс заседал в британском парламенте и т, д. Список не­астрономических профессий знаменитых астрономов очень ве­лик. Скажем более: если бы не энтузиазм влюбленных в небо одиночек, современное состояние астрономии было бы доволь­но плачевным...

Может возникнуть вопрос: но какой прок в любительстве сейчас, когда никакие усилия отдельного человека не приведут к постройке чего-либо подобного VLT или «Хабблу»? Ответ: разница между астрономией любительской и астрономией про- фессиональной аналогична разнице между рыбалкой с удочкой и ловлей трески тралом. Второе — работа. Первое — удоволь­ствие.

Нет нужды произносить слова в защиту явления, которое приносит удовольствие и притом безвредно для окружающих.

Впрочем, и в наши дни случается, что любители астрономии приносят пользу науке. А иногда и не приносят, хотя могли бы

38о

— Любительская астрономия —

принести. Например. Система ориентации АМС «Галилео» ис­пользовала несколько «опорных» ярких звезд, чьи характери­стики считались заведомо известными. И вот в июне 2000 года аппарат потерял одну из них, а именно звезду Дельта Парусов. Как выяснилось, причина сбоя крылась не в неисправности бор­товой аппаратуры, а в самой звезде. Она оказалась затменно- переменной и каждые 45 суток на несколько часов уменьшала свой блеск с 1,96 до 2,3 зв. величины. Ослабление блеска вроде и небольшое, но его оказалось достаточно, чтобы система ориен­тации не опознала звезду. Позднее выяснилось, что за несколь­ко лет до этого на переменность звезды указывал астроном- любитель из Аргентины Себастьян Отеро. Правда, на его со­общение не обратили внимания, но в этом он, согласитесь, не виноват. Вспомните турецкого астронома из «Маленького прин­ца» Экзюпери и то, что научное сообщество обратило внимание на его доклад лишь тогда, когда турок оделся по-европейски. Пожалуй, феска и шальвары того астронома и принадлежность наблюдателя к любителям — явления одного порядка в глазах иных « жрецов науки »...

Хотя это их проблемы, конечно.

Увлекаться астрономией можно по-разному. Существует не­сколько классификаций (часто полушутливых) любителей астро­номии; нам по душе следующая.

1. ТЕОРЕТИКИ. Это люди, увлеченные раскрытием глобаль­ных тайн Вселенной. Часто их интересы лежат на стыке астроно­мии и философии. Телескоп им не слишком нужен — достаточно выложенных в сеть фотографий, особенно «глубоких проколов», сделанных «Хабблом».

2. СПОРТСМЕНЫ. Данная категория любителей весьма ак­тивна в плане наблюдений. Мечта — открыть комету, астероид, вспышку новой звезды, Сверхновую в другой галактике, зафик­сировать нестационарное явление на Луне и т. д. Если такой возможности не представляется, любители данной категории с Увлечением соревнуются между собой. Пожалуй, самый извест­

381

ный вид соревнования — «марафон Мессье», заключающийся в том, чтобы пронаблюдать за одну ночь все 109 (ну, или сколько получится) объектов каталога Мессье. Есть и соревнования, не требующие телескопа, — например, кто первым увидит на небе серп Луны после новолуния.

3. ЭСТЕТЫ. Обнаружив на небе, что-либо необычное, они не поторопятся сообщить об этом всему миру. В первую очередь их интересует красота, и ради нее они готовы мерзнуть до утра, не­торопливо наводя телескоп то на один небесный объект, то на другой. Иногда их привлекает наблюдение астеризмов — групп звезд, редко являющихся скоплением, поскольку расстояния до них, как правило, весьма различны, но зато образующих на небе какую-либо фигуру, часто забавную (рис. 47).

В общем-то рисунки некоторых созвездий («ковш» Большой Медведицы, «утюг» Льва, «чайник» Стрельца» и др.) — тоже астеризмы. К науке это, естественно, не относится никаким бо­

382

— Любительская астрономия —

ком, но как хобби имеет все права на существование. По нашему мнению (которое мы, однако, никому не навязываем), наблю­дение неба ради чистого удовольствия более приличествует че­ловеку разумному, чем испускание бессмысленных воплей фут­больным болельщиком во время матча...

Честолюбие эстетов проявляется где угодно, только не в астрономии. Если они и соревнуются, то сами с собой: «Вчера я не видел спиральных рукавов в M8i, а сегодня вижу. Ай да я!» С некоторой натяжкой сюда же можно отнести астрофото­графов.

Вообще существует громадная разница между рассматривани­ем объекта в телескоп и на фото. С одной стороны, качественные снимки туманных объектов всегда более подробны и красочны, чем то, что видит в окуляр человеческий глаз. Вспомним хотя бы тот факт, что цветочувствительные клетки сетчатки — колбоч­ки — требуют значительной освещенности; если же ее нет, то ра­ботают лишь нечувствительные к цветовой гамме палочки (по­этому ночью все кошки серы). Чтобы глаз мог различить яркие краски Большой Туманности Ориона М42, потребуется довольно крупный — во всяком случае для любителя — инструмент. Что до не самых ярких галактик, то они, нередко очень красивые на фото, предстают при визуальных наблюдениях просто-напросто слабыми серыми пятнышками округлой или продолговатой формы. Но, с другой стороны, удовольствие лично навести теле­скоп на слабый объект и увидеть его в поле зрения окуляра ни с чем не сравнимо. Такого ощущения рассматривание фотосним­ка никогда не даст!

4. ТЕЛЕСКОПОСТРОИТЕЛИ. Представителей этой категории сманила оптика. Иногда они наблюдают небо, но оно интересно им в первую очередь как средство для окончательного тестиро­вания своих оптических систем. Главный источник удовольствия для этих любителей — создать своими руками точную оптиче­скую поверхность и построить на ее основе телескоп, который будет «как настоящий». Скажем более: оптика любительских

383

телескопов нередко получается лучше «фирменной»! Добиться такого результата — само по себе высокое наслаждение.

Понятно, что на практике «чистые» разновидности встреча- ются нечасто, большинство любителей совмещает в себе качества двух, а то и более разновидностей. Например, один из авторов данной книги, пишущий эти строки, относится в равной степени к эстетам и телескопостроителям, временами получая громадное удовольствие то от одного, то от другого. Вдобавок невозможно в полной мере насладиться красотами неба, имея в своем распоря­жении инструмент посредственного качества. Какое уж тут эсте­тическое наслаждение, когда при попытке разрешить на звезды шаровое скопление наблюдатель видит не алмазную россыпь звезд, а некий рябой туман! Лучший способ получить телескоп заведомо хорошего качества — построить его самому, а уж если и тогда нет ожидаемого результата, то некого винить...

Но могут ли любители в наше время принести пользу науке? Могут, хотя и меньшую, чем, скажем, в XVIII веке. Например, несмотря на автоматические орбитальные телескопы типа IRAS или LINEAR, часть комет еще и сегодня открывается любителями (и заслуженно получает имя первооткрывателя). Любитель мо­жет открыть астероид и присвоить ему имя. Новые и Сверхновые звезды, нестационарные явления на Луне — об этом уже гово­рилось. Мониторинг некоторых переменных звезд, до которых у астрономов «не доходят руки». Наблюдение покрытий звезд астероидами, что важно для уточнения формул небесной меха­ники. Наблюдение оптического послесвечения гамма-вспышек. Наблюдение метеорных потоков. И так далее... Случается, что любительские наблюдения «дают работу» крупнейшим астроно­мическим инструментам!

Но если даже у вас нет желания внести вклад в науку, ответь­те: просто наблюдать небо — разве это худшее из придуманных человечеством занятий?

Есть среди любителей и фанаты Солнца, предпочитающие наблюдать днем, а по ночам спать, как все нормальные люди.

384

— Любительская астрономия —

Категорически предупреждаем: если у вас обыкновенный, а не специальный солнечный телескоп, пользуйтесь апертурными фильтрами или отбрасывайте изображение на экран. Любитель острых ощущений, задумавший взглянуть на Солнце в мало- мальски крупный телескоп прямо через окуляр, почти наверня­ка распрощается со зрением. Поверьте, на свете есть более при­ятные звуки, чем шкворчание подгоревшего глазного яблока. По той же причине не следует днем подпускать к телескопу детей, не обеспечив присмотр за ними. Правда, Ломоносов наблюдал про­хождение Венеры через «не весьма густо закопченное стекло», а некоторые астрономы прошлого и вовсе смотрели на Солнце в телескоп без всяких фильтров, но, во-первых, они делали это только на закате, когда яркость Солнца ослаблена толщей ат­мосферы, а во-вторых, стоит ли рисковать зрением, когда можно легко обойтись без этого?

Считается, что астроном-любитель немыслим без телескопа. Это не совсем так. Существуют объекты, которые вполне «по си­лам» биноклю, монокуляру, подзорной трубе и даже невооружен­ному глазу. Метеорные потоки, зодиакальный свет, серебристые облака (традиционно числящиеся «по ведомству» астрономии), полярные сияния, затмения Солнца и Луны можно наблюдать без всякой оптики. Комета Хейла-Боппа (см. рис. 14) была прекрасно видна невооруженным глазом даже в центре Москвы. В годы мак­симума солнечной активности невооруженный глаз иногда спо­собен различить наиболее крупные солнечные пятна — понятно, на восходе или закате либо через фильтр. При ясном спокойном небе и отсутствии засветки вам не понадобится телескоп, чтобы увидеть продолговатое пятно Туманности Андромеды М31, а люди с особо острым зрением найдут Туманность Треугольника М33 и шаровое скопление М13. В горах туманная полоса Млечного Пути распадается на яркие облака, иногда даже дающие тень!

Бинокль с большим полем зрения намного предпочтитель­нее телескопа при наблюдении протяженных объектов, таких, например, как комплекс водородных туманностей в Лебеде («Северная Америка», «Пеликан», «Рыбачья сеть»). Более того, некоторые любители утверждают, что лучшим инструментом для наблюдения «Северной Америки» является такой несовер­шенный (зато имеющий большое поле зрения) оптический при­бор, как театральный бинокль!

И все же если у вас имеется бинокль с диаметром объектива от 50 мм и увеличением не менее ю крат — приобретите звездный атлас и поищите на небе хотя бы рассеянные звездные скопления. То, что невооруженному глазу подчас представляется едва замет­ным туманным пятнышком, на поверку оказывается сияющей

386

— Любительская астрономия —

звездной россыпью. Прекрасный объект — двойное рассеянное скопление Хи и Аш Персея. Наведите бинокль на Альбирео («голо­ву» Лебедя) или Мицар и убедитесь в двойственности этих звезд. Найдите «Северную Америку» в Лебедей «Калифорнию» в Персее. А зимним вечером насладитесь великолепной Туманностью Ориона М42. Если вы не почувствуете радостное волнение — зна­чит, увлечение наблюдательной астрономией не для вас.

Но если вам захочется продолжить, то довольно скоро вы обна­ружите, что доступных вашему биноклю и пока еще не известных вам объектов на небе больше не осталось — по крайней мере на дан­ной географической широте. Тогда встанет вопрос: что делать?

Можно приобрести более мощный бинокль, особенно для по­ездок. Но настоящий любитель астрономических наблюдений — это наблюдатель с телескопом.

В наше время любителю, как правило, нетрудно купить не­большой телескоп в специализированном магазине или зака­зать по почте. На рынке присутствуют как отечественные про­изводители, так и зарубежные (последние, увы, преобладают). Количество моделей довольно велико. Ценовой разброс — зна­чителен. Как наиболее грамотно выбрать то, что нужно?

Мнение любителей почти единодушно: рефлектор пере­стает быть детской игрушкой и становится астрономическим инструментом начиная с апертуры примерно 100-110 мм. Для рефракторов-ахроматов эта величина может быть снижена до 90 мм, для апохроматов — до 8о мм. Более скромные инструмен­ты часто приобретаются в качестве подарка для любознательного подростка или могут быть использованы кем угодно для первич­ного знакомства с небом. Однако тут имеется подводный камень: маленький телескоп, да еще установленный на балконе в мегапо­лисе, покажет немногое, и шанс разочароваться довольно велик.

В самом деле, что можно наблюдать на небе при столь жест­ких условиях? Детали на поверхности Луны, пятна на Солнце (обязательно с апертурным фильтром!), планеты, несколько рас­сеянных звездных скоплений, несколько ярких туманностей... И все. Не маловато ли?

387

Итак, чем больше диаметр объектива, тем лучше? Так, да не так. Во-первых, цена. Во-вторых, габариты и масса. В-третьих, астро­климат. При сильной турбуленции атмосферы небольшой теле­скоп может оказаться предпочтительнее крупного. Чем больше апертура телескопа, тем более спокойная атмосфера необходима ему для того, чтобы его преимущества проявились в полной мере. Если в Подмосковье для любителя со 150-мм рефлектором годит­ся как минимум каждая пятая ночь, то любитель с 500-мм «мон­стром» (встречаются и такие, да-да!) будет вынужден караулить не просто хорошее, а исключительно хорошее небо. А оно в указан­ных широтах бывает 2-3 ночи в году... Практика давно показала: наблюдателю, находящемуся в средней полосе России, практиче­ски бессмысленно использовать более чем 300-мм инструмент. Впрочем, и такой любительский телескоп считается крупным.

Чуточку теории «на пальцах». Что такое турбуленция атмо­сферы? Это множество локальных хаотичных потоков воздуха разной температуры, каждый из которых имеет свои оптические свойства. В частности, показатель преломления у теплого и хо­лодного воздуха несколько различен, даже в том случае, когда температурная разница между «теплым» и «холодным» крайне невелика. На практике это означает, что если мы сфокусировали изображение небесного объекта при холодном воздухе, получив тем самым резкое изображение, то при смене воздуха с холодно­го на теплый изображение мгновенно окажется не в фокусе. В ат­мосфере хаотично перемещаются как бы положительные и отри­цательные линзы, причем характерный диаметр этих линз — око­ло 30 см. Если мы используем телескоп с апертурой свыше 30 см, то в поле зрения всегда попадает сразу несколько таких «линз», и точная фокусировка изображения становится невозможной. Но если мы наблюдаем небо в меньший телескоп, то «линзы» проплывают через поле зрения поочередно. Как следствие, дро­жащее и размытое изображение периодически успокаивается на долю секунды или даже на несколько секунд — как повезет, — да­вая наблюдателю возможность фиксировать мелкие детали не­бесных объектов. Например, 150-мм рефлектор с качественной

ЗВ8

— Любительская астрономия —

оптикой почти во всякую безоблачную ночь уверенно разрешает на компоненты Кастор (Альфа Близнецов) или четверную систе­му Эпсилон Лиры, в то время как 350-400-мм инструмент чаще всего не может этого сделать, хотя его разрешающая способность теоретически много выше.

На юге и в горах астроклимат, конечно, значительно лучше. Но все же и там предпочтительнее начинать знакомство с небом, имея в своем распоряжении сравнительно небольшой инстру­мент, который (и это в-четвертых) гораздо легче обслуживать.

По нашему мнению (которое мы, однако, не навязываем), 150-мм рефлектор — вполне достойный инструмент для начина­ющего любителя с серьезными намерениями. Рефрактор пример­но той же проницающей силы может иметь диаметр объектива 120-130 мм. Связано это с тем, что рефрактор не имеет централь­ного экранирования и потерь света на отражениях от зеркал.

Телескоп такой апертуры покажет многое: довольно мел­кие детали лунного ландшафта, подробности на дисках планет, спутники Юпитера и Сатурна, деление Кассини, Уран, почти все объекты каталога Мессье и немало дип-скай объектов¹ каталога Дрейера... При хороших атмосферных условиях он позволит вам различить подробности строения ряда шаровых скоплений и планетарных туманностей, а также галактик М31, М51, М64, М82 и некоторых других. Обычно такого телескопа хватает любителю на несколько лет, прежде чем он задумается о приобретении или постройке более крупного инструмента. К этому времени начи­нающий любитель уже становится любителем опытным и четко понимает, какой инструмент ему нужен. При этом и старый теле­скоп нередко продолжает использоваться в качестве «походно­го», при неважной атмосфере и т. д.

Бывает и такое: первый телескоп любителя становится для него и последним — при том, что любительство он не бросает. Упаси нас боже «прописывать» всем любителям астрономии на­блюдательский фанатизм! Если любитель считает, что данный

Объекты глубокого космоса. — Примеч. авт.

389

телескоп отвечает всем его желаниям, то кто же станет возра­жать?

Склонность раскладывать все по полочкам заставляет нас за­дать вам несколько вопросов. От правильного ответа на них за­висит, ошибетесь вы или нет в выборе своего первого телескопа.

1. Какую сумму вы готовы выложить за покупку?

«Чем мех дороже, тем он лучше», — справедливо сказано в старой кинокомедии. Безусловно, в пределах одного класса ин­струментов желательно выбирать более дорогую модель. Можно почти не сомневаться, что и оптика у нее будет качественнее, и проблем с использованием она доставит меньше. Но на каком классе остановить свой выбор?

2. Рефрактор или рефлектор?

Если вы не чересчур богаты, забудьте пока о катадиоптри- ческих системах, рефлекторах Кассегрена и Ричи-Кретьена и рефракторах-апохроматах. Будет лучше вспомнить о них впо­следствии, когда (и если) первый телескоп станет вам мал. Остаются рефлектор Ньютона и рефрактор-ахромат. Обе систе­мы имеют свои достоинства и недостатки. Труба рефлектора, как правило, короче, а кроме того, наблюдать в окуляр, расположен­ный близ входного отверстия телескопа, гораздо удобнее. Зато рефрактор меньше нуждается в настройке, не страдает от воз­душных токов внутри трубы, не требует «отстойки» после выно­са из тепла на холод и за счет отсутствия центрального экраниро­вания дает несколько более четкие изображения Луны и планет. Изображения эти, однако, при больших увеличения имеют цвет­ной ореол (хроматизм!), из-за чего изображения двойных звезд разных цветов проигрывают в эстетике. В общем и целом можно дать следующую приблизительную рекомендацию: для объектов Солнечной системы больше подходит рефрактор; для двойных звезд и дип-скай объектов — рефлектор.

3. Визуал или астрофото?

Телескоп требует монтировки — механического устройства, к которому он крепится, которое не дает ему трястись и с помо­щью которого его можно наводить на интересующие вас небес­

390

— Любительская астрономия —

ные объекты. Монтировки бывают двух основных типов: азиму­тальные и экваториальные. Оба типа могут иметь часовой при­вод, а могут и не иметь. В экваториальных монтировках часовой привод более простой, тогда как в азимутальных он требует ком­пьютерного управления.

Если вы не собираетесь фотографировать небесные объекты, согласны мириться с тем, что небо постоянно «плывет» вслед­ствие вращения Земли, но хотите иметь достаточно мощный (скажем, 200-250-мм) инструмент при скромных денежных вложениях, то идеальный вариант — рефлектор Ньютона на простейшей азимутальной монтировке Добсона (рис. 48). Такие телескопы весьма недороги, они в большом количестве произ­водятся фирмами и самостоятельно изготавливаются любителя­ми телескопостроения. Гениальность конструкции монтировки Добсона в том и заключена, что смастерить ее можно «на колен­ке» за два вечера. Приходится, однако, мириться с тем, что при большом увеличении роскошный Сатурн с полосами на диске и кольцами с хорошо заметным делением Кассини проносится че­рез поле зрения за какие-нибудь 20 секунд...

Рис. 48. Любительский рефлектор Ньютона на монтировке Добсона

391

Скажем сразу: астрофотография — дело для новичка труд­ное, требующее солидных материальных вложений и знания множества существенных нюансов. Поэтому настоятельно реко­мендуем: ваш первый телескоп должен быть в первую очередь визуальным инструментом. Если же он в принципе позволяет фотографировать небо и если вам захочется делать с его помо­щью снимки — пожалуйста! Это даже желательно. Снимков экс­тракласса вы не получите, но вполне можете овладеть основами данного искусства.

4. Есть ли возможность выезжать на наблюдения?

Как уже не раз говорилось выше, балкон в городской кварти­ре — плохое место для наблюдений. Владельцы загородной дачи могут наблюдать там и даже построить для своего инструмен­та башню с куполом, павильон с откатывающейся на роликах крышей или астрономическую будку. Телескоп при этом может иметь почти любую апертуру.

Если дачи нет, но есть автомобиль и желание выезжать на наблюдения за город, то многое определяется вместимостью багажника. Наконец, если нет ни того, ни другого, а есть толь­ко пламенное желание наблюдать небо, то остается лишь вари­ант с рюкзаком и электричкой. Грамотно сконструированный 200-мм «Ньютон» на монтировке Добсона остается еще вполне транспортабельным.

5. Одиночка или коллектив?

Настоятельно советуем поискать себе подобных и хотя бы вре­мя от времени проводить совместные выезды для наблюдений. Что не может позволить себе одиночка, то вполне по силам груп­пе, пусть даже состоящей всего из двух-трех человек. Например, группа единомышленников может приобрести и вывозить за город достаточно солидные инструменты. Не говоря уже о бес­ценном наблюдательном опыте, приобретаемом от товарищей по увлечению...

Это не так просто. Но это притягательно для многих — неда­ром в классификации астрономов-любителей телескопострои- тели выделены в отдельный таксон. Сплошь и рядом любители телескопостроения имеют возможность купить самый «наво­роченный» телескоп, однако предпочитают «тереть стекло» самостоятельно. Кстати сказать, из этих «стеклотеров» вырос­ло несколько руководителей фирм, специализирующихся на производстве любительской (и не только) астрономической оптики.

Существует миф: постройка телескопа обойдется дешевле, чем его покупка. Это не так. Если скрупулезно подсчитать все расходы, то, может быть, и дешевле не намного... но если под­считать время, затраченное на данную работу, и прикинуть его стоимость, то результаты получатся самые удручающие. Итак: если вам страстно хочется наблюдать небо, но вы не ощущаете желания заниматься шлифовкой и полировкой стекла, то сове­туем купить телескоп, а не пытаться изготовить его самостоя­тельно.

Впрочем, иногда можно купить готовый комплект оптики и смастерить телескоп на его основе. И уж совсем просто сделать «телескоп» с объективом из положительной очковой линзы. Не ждите только хороших результатов...

Типичный самодельный любительский телескоп — рефлек­тор Ньютона. Он же наиболее удобен в эксплуатации. Рефрактор заставит любителя изготовить четыре оптически точные поверх­ности вместо одной, да еще из строго определенных сортов стек­ла, причем две поверхности — выпуклые, а оптический контроль выпуклых поверхностей весьма непрост.

393

Рефлекторы Кассегрена и Ричи-Кретьена требуют большей точности изготовления и не имеют серьезных эксплуатацион­ных преимуществ перед «Ньютоном». На первый взгляд кажет­ся симпатичным рефлектор Грегори (две вогнутые поверхности, прямые изображения), но длинная труба и большое центральное экранирование сводят его преимущества на нет. Брахит Куттера чрезвычайно чувствителен к разъюстировке и т. д.

Несведущие люди иногда задают вопросы, способные по­вергнуть телескопостроителя в гомерический хохот. Например: «Наверное, для рефлектора можно использовать отражатель прожектора?» Нет, нельзя. Не годятся также вогнутые сфери­ческие зеркала, используемые женщинами во время нанесения макияжа. Точность этих зеркал совершенно недостаточна для астрономических целей.

Настоящий телескопостроитель шлифует стеклянные диски сам, затем полирует их и направленной полировкой (фигуриза- цией) придает им оптически точную форму. Любознательного читателя мы отсылаем за подробностями к замечательным кни­гам М.С. Навашина и Л.Л. Сикорука (см. перечень литературы в конце книги). На этих книгах выучилось уже не одно поколение самодеятельных телескопостроителей.

На первый случай оба указанных автора советуют начина­ющему телескопостроителю ограничиться диаметром зеркала 150 мм и выбрать достаточно большое фокусное расстояние, что­бы можно было без потери качества ограничиться сферическим зеркалом, удобным в изготовлении и контроле. И нам остается только склониться перед мудростью этого совета. Испортить свое зеркало неумелой параболизацией вы всегда успеете, а возврат к исходной сферической поверхности может занять десятки часов кропотливой работы...

Кстати. «Каждый аккуратный и терпеливый человек, в том числе школьник, без большого труда и затрат может сделать себе настоящий телескоп с зеркалом от ю до 15 см диаметром», — писал более полувека назад Б.А. Воронцов-Вельяминов. Это

394

— Любительская астрономия —

действительно так, однако ключевыми словами здесь являют­ся «аккуратный и терпеливый». Чем более вы флегматик, тем больше у вас шансов. Сангвиник не доведет дело до конца, хо­лерик разобьет стеклянную заготовку задолго до ее превраще­ния в зеркало телескопа, меланхолик скиснет при первой же неудаче. К счастью, в большинстве людей классические темпе­раменты смешаны в более или менее гармоничном сочетании. Однако если вашего флегматизма недостает для того, чтобы изо дня в день заниматься столь монотонной работой, как шлифовка и полировка, то выбирайте одно из двух: либо воспитывайте в себе упорство наряду с умением не впадать в истерику при самой крупной неудаче, либо направьте стопы в магазин, торгующий телескопами.

И только освоив основные приемы работы, научившись чи­тать теневые картины Фуко, испытав свой первый телескоп и четко уяснив его достоинства и недостатки, переходите к более крупному или более сложному инструменту. Какому именно — решать только вам.

Грубая и тонкая шлифовка будущего зеркала, заключаю­щаяся в вышлифовывании в нем сферического углубления и доведении его поверхности до столь тонкой шероховатости, с которой уже справится полировка, вообще говоря, процесс не­сложный и легко алгоритмизируемый. Иное дело — полировка и фигуризация. Полировальная смола (фетр категорически не годится), используемая как рабочее вещество полировальни­ка, сплошь и рядом ведет себя довольно замысловатым обра­зом, особенно если это не фабричная смола, а самодельная, из битума и канифоли. Авторы книг по любительскому телеско- построению (Чикин, Максутов, Навашин, Сикорук, Наумов) с полным на то основанием описывают лишь основные законо­мерности полировки, не забывая упомянуть о том, что полиров­ка астрономической оптики — скорее искусство, чем ремесло, и алгоритмизации не поддается. Многие секреты полировки лю­бителю придется постигать самому. Со временем большинство

395

любителей начинает находить особое удовольствие в борьбе с непокорной смолой, но поначалу это занятие не для слабо­нервных, ибо испортить почти готовое зеркало проще простого, а восстановить его фигуру — примерно то же самое, что начать всю работу заново.

Помимо изготовления главного и вторичного зеркал люби­телю придется алюминировать их в вакуумной камере или посе­ребрить в кустарных условиях, изготовить оправы, трубу, купить или изготовить окулярный узел, искатель и, конечно, монтиров­ку. Много? Но дорогу осилит идущий, а законная гордость лю­бителя, построившего телескоп, доставляет ему ни с чем не срав­нимое удовольствие. Дерзайте! Особенно бояться не следует — к настоящему времени количество телескопов, построенных лю­бителями, исчисляется многими сотнями тысяч.

В существенном выигрыше оказываются любители теле- скопостроения, объединившиеся в клуб. Если постройка шлифовально-полировального станка, хорошей оптической ска­мьи и изготовление эталонных зеркал для автоколлимацион- ных — наиболее точных — испытаний оптики может оказаться не по силам любителю-одиночке, то коллектив единомышлен­ников способен на многое. Любители со стажем могут найти в клубе применение своим способностям, а новички быстро учат­ся. Показателен опыт секции телескопостроения московского отделения АГО (астрономо-геодезического объединения), где любители, в том числе начинающие, изготавливают зеркала до­статочно быстро и качественно.

Мы уже говорили о том, что в отличие от профессионала, у которого зеркала стоят «на потоке», не связанный с «планом по валу» любитель при должном терпении может добиться луч­шего качества своих изделий. На практике так зачастую и про­исходит, причем любители, объединенные в клубы, опять-таки имеют преимущество над одиночками, так как обычно в их рас­поряжении находится более качественные инструменты для оптического контроля и более качественные материалы, не го­

396

— Любительская астрономия —

воря уже о дельных советах и прямой помощи со стороны более искушенных коллег.

Опытный любитель телескопостроения может построить уни­кальный инструмент, подобный которому вряд ли когда-нибудь появится в продаже. Один из наиболее ярких примеров — по­стройка полутораметрового (!) телескопа Ньютона с фокусным расстоянием 6 м, выполненная четырьмя пенсионерами из Калифорнии. Постройка столь крупного инструмента растяну­лась на годы, один из четырех энтузиастов успел умереть за это время, но трое других довели дело до конца и даже выстроили для своего гиганта башню с куполом. Это, конечно, предельный случай, но вообще количество крупных самодельных любитель­ских рефлекторов (500 мм и более) в мире довольно велико. Вспомните, однако, что мы говорили о влиянии астроклимата, и сами решите: нужен ли вам подобный «монстр»?

Изготовление мениска или (особенно!) корректирующей пластинки Шмидта для катадиоптрических систем — дело слож­ное, хлопотное и далеко не всякому по плечу. Хочется отметить

О.В. Санковича, впервые в России (тогда еще СССР) изготовив­шего в любительских условиях пластинку Шмидта хорошего ка­чества. Не можем мы обойти вниманием и 470-мм телескоп си­стемы Клевцова, построенный В.Н. Ивановым и размещенный в прицепе легкового автомобиля (рис. 49). Пытливость побуждает многих любителей строить телескопы самых разных, иногда ди­ковинных оптических систем. Наконец, любитель может постро­ить телескоп-бинокуляр (рис. 50), несколько превосходящий светосилой и удобством наблюдений одиночную трубу. Простор Для творчества необычайный!

Монтировку с часовым приводом (и уж тем более с компью­терным управлением) лучше приобрести, чем изготавливать са­мостоятельно. Впрочем, если вы имеете доступ к металлообраба­тывающим станкам и желание возиться с механикой, то можно попробовать. Как знать, не удастся ли вам создать более совер­шенную конструкцию, чем те, что уже имеются?

397

— Часть VII —

Идеальное место для астрономических наблюдений должно быть удалено от населенных пунктов и иметь открытый во все стороны обзор. Особенно к югу — ведь в Северном полушарии астрономические объекты кульминируют (т. е. находятся на мак­симальной высоте над горизонтом) на юге. Открытость горизон­та к востоку и западу менее важна, а к северу — еще менее. Мы не призываем любителей обязательно выбираться для наблюдений в голую степь (или, что было бы лучше, на горное плато), но если юг закрыт или засвечен, это плохо.

Очень часто основным местом наблюдений является приуса­дебный участок, где строения и деревья чаще всего не позволяют обозреть все небо с одной точки и телескоп приходится таскать с места на место. Некоторые выходят из положения, строя башню с куполом или высокий павильон с откатывающейся крышей, но не всякий на это решится. Многие вынуждены наблюдать с балконов городских квартир, и мы настоятельно советуем этим любителям использовать любую оказию для выезда с инстру­ментом за город, если только их астрономические интересы не ограничиваются Луной и планетами.

Чистота неба и отсутствие засветки — первейшие необходи­мые требования, предъявляемые к месту, облюбованному для наблюдений. Вместе с тем хорошо, когда поблизости есть теплое помещение, где можно погреться, выпить кофе или чаю и пере­смотреть свои планы наблюдений, коль скоро в этом возникнет необходимость. Плохо, если поблизости всю ночь горит фонарь. Плохо, когда рядом проходит железная дорога — если вы не ощу­тите вибрацию почвы от проходящих поездов, то ее почувствует ваш инструмент. Плохо, если загородное место наблюдений низ­кое и сырое — поднимется туман и уж наверняка покроет оптику вашего телескопа мельчайшими капельками росы, если только оптика не запотела еще раньше. А главное, на витающих в воз-

399

духе капельках тумана будет рассеиваться свет, откуда бы он ни взялся, и наблюдения слабых объектов станут невозможными.

В конце лета, осенью и зимой автор этих строк применяет простейший тест на прозрачность неба: если рядом с яркой звез­дой Бета Андромеды хорошо видна эллиптическая галактика NGC404, т. е. смысл поискать на небе слабые туманные объекты либо тесные звездные пары; если же галактика «тонет» в орео­ле звезды — пиши пропало, остается рассматривать лишь Луну, планеты и ярчайшие из рассеянных скоплений. Любой наблю­датель без труда может подобрать для себя такие же «тестовые» объекты, исходя из своих потребностей и возможностей свое­го инструмента. Вначале, однако, следует ориентироваться на Млечный Путь: если его полоса хорошо видна спустя одну-две минуты адаптации глаз к темноте, то ночь, возможно, будет бла­гоприятствовать наблюдениям.

Адаптация глаз к темноте — фактор необходимейший. Бес­смысленно начинать наблюдения, если вы не провели в пол­ной темноте хотя бы 15 минут (лучше — полчаса). Лишь после указанного времени ваш глаз станет достаточно чувствителен к слабому свету далеких звездных скоплений, галактик и туманно­стей. Кстати, за это время ваш телескоп более или менее примет температуру окружающей среды и, надо надеяться, будет стро­ить достаточно приличные изображения.

Часто во время наблюдений возникает необходимость рас­смотреть звездную карту, найти запропастившийся окуляр и т. д. Для этого пользуйтесь несильным красным фонариком — крас­ный цвет почти не сбивает темновую адаптацию глаз. Зато очень сильно сбивают ее проезжающие поблизости автомобили с включенными фарами, неожиданно вспыхивающий свет в окнах окрестных домов и даже курильщики со своими зажигалками.

Заметим в скобках, что наблюдатель-курильщик страдает еще по одной причине: курение вызывает сужение сосудов ко­нечностей, из-за чего сильнее зябнут ноги, а замерзший наблю­датель — плохой наблюдатель. Категорически противопоказан алкоголь! «Повышая градус», вы резко теряете в чувствительно­

го

— Любительская астрономия —

сти сетчатки. Если желание пропустить рюмочку все-таки непе­реносимо — зачехлите лучше телескоп и отложите наблюдения до следующей ночи.

Опытный наблюдатель тепло одет и обут, сыт, не взвинчен, имеет складной столик, стул и принадлежности под рукой, бла­годаря чему наблюдает комфортно и успевает много больше, чем тот, кто лишен этих элементарных удобств. Опыт подскажет на­блюдателю провести к месту наблюдений электричество (если не для часового привода монтировки, то для фена, с помощью коего сгоняется роса с запотевшей оптики), иметь поблизости термос с кофе и несколько карамелек в кармане. Последнее не шутка — опытный наблюдатель знает, что углеводы благотвор­но сказываются на чувствительности сетчатки, и если, несмотря на ухищрения (наблюдение боковым зрением, покачивание тру­бы телескопа), искомый слабый объект не найден или виден на уровне «глюка» — самое время похрустеть карамелькой, это под­час помогает.

Перед поиском слабого объекта полезно секунд 15 интенсивно подышать. Приникая глазом к окуляру, неопытный наблюдатель инстинктивно задерживает дыхание — и очень зря. Сетчатка чув­ствительна к кислородному голоданию. Провентилировав как следует легкие и насытив кровь кислородом, вы увидите больше.

Сказанное в первую очередь относится к наблюдениям дип- скай объектов — галактик, эмиссионных или отражательных газовых туманностей, шаровых и рассеянных скоплений, плане­тарных туманностей. Впрочем, и для рассматривания деталей на дисках планет описанные простейшие меры окажутся отнюдь не лишними.

Наконец, есть еще личный опыт, приобретаемый во время наблюдений. Часто бывает, что новичок никак не может обна­ружить какой-нибудь слабый объект, в то время как его более опытный товарищ видит его уверенно. Тут уже не помогут ника­кие рекомендации — поможет только длительная тренировка.

Что совсем не обязательно, так это закрывать «нерабочий» глаз. Немного потренировавшись, вы сможете держать свобод­

401

ный глаз открытым, ничего не теряя в качестве наблюдаемой картины. Опытные наблюдатели так и делают.

Ведите дневник наблюдений! Чтобы не отрываться от окуляра, можно пользоваться диктофоном. Записывайте или надиктовы­вайте свое описание наблюдаемого объекта. При необходимости укажите также тип и параметры используемого инструмента, ме­сто наблюдения и качество неба (по Данжону-Куде, Пиккерингу или собственным критериям). Без дневника вы обречены повто­ряться, вместо того чтобы двигаться вперед.

Довольно бессмысленно приступать к наблюдениям без про­граммы, хотя бы предварительной. В ее составлении вам помо­гут звездные карты и ваши же дневниковые записи. Положите себе, например, следующее: «Сегодня я наблюдаю галактики в созвездии Гончих Псов», — и не отвлекайтесь на другое, разве что внешние обстоятельства заставят скорректировать планы. Наметьте на этот случай «запасные» объекты.

Лучшее время для наблюдений — весна и осень, хотя и авгу­стовские ночи бывают очень хороши и притом не слишком хо­лодны, что, согласитесь, приятно. С середины мая до конца июля средняя полоса России попадает в зону так называемых астроно­мических сумерек, когда по-настоящему темного неба нет. Еще хуже дело обстоит на Севере. Например, в Мурманской области любители астрономических наблюдений могут предаться свое­му увлечению с относительным комфортом, пожалуй, лишь в сентябре-октябре. Южные широты, конечно, гораздо благопри­ятнее.

Поздней осенью иногда выпадают особенно хорошие ночи — прозрачные и без турбуленции. Именно в такие редкие ночи крупные инструменты могут показать все, на что они способны.

Весна — время наблюдать галактики. На юге располагаются исключительно богатые галактиками созвездия Девы и Волос Вероники, Большая Медведица в начале ночи висит в зените, южнее располагаются Гончие Псы, Малый Лев и Лев, также очень богатые этими замечательными объектами. Чудесная пора для «дип-скайщиков»!

402

— Любительская астрономия —

Зимние наблюдения не то чтобы невозможны, но затруднены. Мешает отражение света от снега и, конечно, холод. Отчасти по­могают унты и термобелье, но берегите глаза! Переохлаждение глазного яблока, находящегося рядом с холодным окуляром, еще никому пользы не приносило.

Пользу правильной организации наблюдений хорошо иллю­стрирует одна история. Как известно, предыдущее возвращение к Солнцу кометы Галлея, имеющей период обращения около 76 лет, состоялось в начале 1986 года. И кто же первым визуаль­но обнаружил приближающуюся комету? Любитель. В ночь с 23 на 24 января 1985 года американский любитель астрономии Стивен О’Меара нашел комету в виде крайне слабого туманного пятнышка 19,6^т.

Разумеется, его подняли на смех — столь слабый объект счи­тался недоступным для визуальных любительских наблюдений. Сфотографировать — это еще может быть, но увидеть глазом? Нет, нет, этого не может быть! Однако вскоре пришло подтверж­дение: наблюдаемый вид кометы в точности соответствовал опи­санию О’Меара. И тут уже любители всего мира всколыхнулись: «Как ему это удалось?»

Оказалось, что можно «накопить и машину купить». О’Меара боролся за каждую десятую звездной величины — и выиграл. Во- первых, он пользовался весьма крупным по любительским мер­кам бо-см телескопом. Во-вторых, этот телескоп стоял на горе Мауна-Кеа (многие астрономические обсерватории выделяют любителям площадки для наблюдений, есть таковые и на Мауна- Кеа). Большая высота над уровнем моря, отсутствие пыли и спо­койный воздух делают это место едва ли не лучшим на Земле в плане наблюдений неба. В-третьих, зеркала телескопа имели свежее покрытие. В-четвертых, О’Меара точно знал, чего хотел, и тщательно готовился — в частности, в течение нескольких дней избегал выходить в светлое время суток из комнаты с зашторен­ными окнами и носил темные очки, чтобы увеличить чувстви­тельность сетчатки... Теперь он заслуженно пользуется репута­цией одного из лучших наблюдателей и написал несколько книг

403

(к сожалению, у нас пока не переведенных) по теории и практике астрономических наблюдений.

Мы отчетливо понимаем, что подавляющее большинство любителей астрономических наблюдений лишено возможно­сти регулярно выезжать на Гавайи или хотя бы на Канары. Но и обычная загородная поездка может дать многое. Как правило, лучшая ночь — вторая после прихода устойчивого антициклона. Правда, наиболее прозрачна первая ночь, но турбуленция еще очень велика. Чем дольше держится антициклон, тем сильнее запыляется атмосфера, уменьшая реальную проницающую силу телескопа. Если для наблюдателей Луны, планет и вообще ярких объектов это не имеет большого значения, то «дип-скайщикам», пытающимся увидеть протяженные, но слабые туманности или насладиться зрелищем призрачной галактики на черном небе, пыль испортит все удовольствие. Пыль всегда засвечена — даже в безлунную ночь и вдали от искусственных источников света. Свет небесных объектов, рассеиваясь на пылинках, уже не делает небо таким черным, каким ему следовало бы быть. И хотя теперь «дип-скайщики» вооружены окулярными фильтрами, более или менее успешно отсекающими паразитные эмиссионные линии земного происхождения, они хорошо знают «правило второй ночи».

Что делает телескоп даже у очень активного наблюдателя? Чаще всего простаивает без толку даже при вполне пригодном небе. Заработок наблюдателя не зависит от часов, проведенных за наблюдениями, — в противном случае этот человек уже не лю­битель, а профессионал. Наблюдатель тоже человек, ему иногда и спать надо. Но обидно, что любительские инструменты, осо­бенно крупные, нечасто используются, да и находятся не там, где следовало бы, с точки зрения астроклимата.

Выход из этой ситуации в принципе есть — использование крупного инструмента не одним человеком, а группой в режи­ме разделения времени. Но каждый ли владелец хорошего ин­струмента подпустит другого к «железу» без контроля со своей стороны? А уж если все равно приходится вставать с дивана и от­правляться на наблюдения, то куда приятнее наблюдать самому, чем уступать это удовольствие другому!

Выход из этой ситуации есть — создание роботизирован­ных телескопов, программы работы которых задаются через Интернет. Тут и к «железу» приходится прикасаться редко, и го­раздо легче договориться с друзьями об используемом времени. Наблюдатель может оставаться на диване в комфортной позе, получая по сети снимки интересующих его объектов. Личное присутствие необходимо лишь изредка — «смахнуть пыль».

Первое, куда можно поставить роботизированный телескоп, — в автоматически раскрывающуюся будку или павильон на даче. Второе, и это гораздо лучше, — на территории какой-нибудь астрономической обсерватории, где и астроклимат лучше, и по­сторонних меньше. Причем не обязательно на территории стра­ны проживания. Привлекательна, например, обсерватория на плато Майданак в Узбекистане — месте, по-видимому, с лучшим

405

астроклиматом в Евразии. Можно предположить, что в будущем астрономические обсерватории начнут конкурировать между со­бой, привлекая любителей, а сдача внаем площадей под пави­льоны для любительских роботизированных телескопов станет одной из статей их дохода.

Роботизированные любительские телескопы уже работают и в России, и по всему миру. Наверняка со временем их станет больше, и не в разы — на порядки. Любитель-одиночка может «не потянуть» роботизированный телескоп по средствам, но группе единомышленников это вполне под силу.

В России уже существуют неплохо оснащенные частные астрономические обсерватории. Несомненно, будут появляться и новые, хотя и не так быстро, как роботизированные телеско­пы, — все-таки создание полноценной обсерватории требует со­лидных средств.

Сплошь и рядом СМИ сообщают то об астероиде, прошедшем близко от Земли, то о комете, открытой уже после прохождения ею перигелия, и обыватель недоумевает: «Как же так? Ведь в мире столько обсерваторий! Чем же там занимаются эти астро­номы? Почему просмотрели?»

Потому и просмотрели, что небо огромно, а поле зрения теле­скопа мало. Вести мониторинг всего неба, отслеживая малейшие изменения, — совершенно непосильная задача. Для нее не хватит ни инструментов, ни наблюдателей, ни возможностей быстрой обработки результатов. И тут любители могут закрыть хотя бы некоторые «дыры» — да они это и делают.

В целом можно считать, что развитие любительской астро­номии повторяет развитие астрономии профессиональной — с известным запозданием, конечно. Так, в области фотографии уже крайне мало используется фотопленка — почти все люби­тели перешли на цифровые камеры и ПЗС-матрицы. В области телескопостроения можно ожидать появления весьма крупных телескопов с адаптивной оптикой, а в области методологии — освоения любителями, пусть немногими, оптической интерфе­рометрии.

406

— Любительская астрономия —

Наконец — как знать? — не появятся ли лет этак через 20-30 любительские спутники с роботизированными теле­скопами на борту, пусть и не такими большими, как «Хаббл»? Спутники, построенные коллективами (например, студенче­скими), уже существуют, есть и орбитальный телескоп. Почему бы не соединить две идеи в одну?

Но все же можно уверенно предсказать, что и спустя десяти­летия очень и очень многие любители, причем не только начина­ющие, будут по-прежнему вытаскивать свой небольшой телескоп на газон и изучать небо по старинке — визуально. Не в том дело, что они малоимущие или ретрограды, — просто в визуальных на­блюдениях есть своя прелесть.

Трудно найти зрелище более печальное, чем телескоп, года­ми пылящийся в чулане и не используемый. Вспышка интере­са к наблюдательной астрономии может оказаться кратковре­менной и погаснуть, не находя подпитки со стороны. Обычно отговариваются дефицитом времени, хотя совершенно ясно, что дефицит времени образуется там, где существует дефицит интереса. А между тем сколько еще тайн могла бы открыть вам Вселенная!

Любительская астрономия — пока еще не самый комфортный вид хобби. Недостаточная транспортабельность крупных инстру­ментов, ночной холод, желание поспать — все это мешающие факторы. Но главный из них — непонимание окружающих, в пер­вую очередь родных и близких. Репутация человека «не от мира сего», которую рискует приобрести астроном-любитель, — еще полбеды. Гораздо хуже отсутствие рядом единомышленников. С кем поделиться радостью открытия нового? Кто по достоин­ству оценит виртуозно проведенное наблюдение, качественное астрофото, нетривиальное техническое решение в телескопо- строении?

Жена и другие члены семьи? Вряд ли. Хороший вариант ре­акции домашних на увлечение астрономией, пожалуй, такой: «Пусть мается своей дурью, лишь бы не пил». О плохих вариан­тах и говорить не хочется.

Моральную поддержку и «отдушину» может дать только кол­лектив. О великой пользе клубов мы говорили уже не раз, боль­ше не будем. Но как быть, если любителю не удается ни вступить в уже существующий астрономический клуб, ни объединить еди­номышленников вокруг себя? Ведь это реальный модус вивенди для тех, кто живет вдали от крупных городов.

408

— Любительская астрономия —

Можно общаться с себе подобными на форумах астрономи­ческих сайтов, хоть это и паллиатив. А можно время от времени посещать специальные съезды любителей астрономии — фести­вали, стар-пати и т. д. (рис. 51).

Фестивали любителей астрономии проводятся в России и на Украине — московский и новосибирский «астрофесты», «Южные ночи» в Крыму, астрономический фестиваль в Харькове и др. Это хорошее начинание, но по масштабам оно, увы, пока не идет ни в какое сравнение с астрономическими мероприятиями, прово­димыми в США. Но как за океаном, так и у нас любой участник астрономического мероприятия может посетить интересующую его лекцию или практикум, понаблюдать небо в самые разные инструменты, купить недостающие аксессуары и, конечно, на­браться опыта у более опытных коллег. (Примечательно, что Делиться опытом считается у любителей астрономии хорошим тоном.) И тогда вы почувствуете, несколько вы не одиноки.

409

Конечно, наблюдение неба в телескоп — процесс, можно сказать, интимный, не терпящий толчеи и суеты вокруг на­блюдателя. Двое у одного телескопа — это, пожалуй, макси­мум для серьезных наблюдений, и то если эти двое понимают друг друга с полуслова. Но согласитесь также, что выезжать в другую страну для наблюдений, скажем, полного солнечно­го затмения или просто в место с очень хорошим астрокли­матом гораздо предпочтительнее в группе, чем поодиночке. Транспортировка телескопов — далеко не единственное из того, с чем легче справиться группой, нежели одному, — су­ществуют также вопросы размещения, питания, организации наблюдений и т. д. Осознав все эти трудности, любитель- одиночка, пожалуй, и не рискнет предпринять дальнюю по­ездку, зато коллектив с толковым лидером сделает это без осо­бого труда. Что лучше — наблюдать в хорошем месте «с тол­пой» или вообще не попасть в это место?

Некоторые астрономические события лучше наблюдать рас­средоточенной группой или несколькими группами — это, пре­жде всего, затмения, покрытия и метеоры. Затмения и покры­тия, конечно, прогнозируются, и любитель, узнав прогноз, мо­жет выбрать наилучшее, казалось бы, место для наблюдений. Но тут вмешивается погода, и может оказаться, что именно во вре­мя затмения небо в данной точке затянуто облаками, а значит, любитель, поверивший метеосайтам, зря проделал долгий путь. Вот лишь один пример. 1 августа 2008 года через территорию Сибири и Алтая прошла полоса полного солнечного затмения. Несколько групп наблюдателей из московского астроклуба рас­средоточились вдоль полосы от Новосибирска до почти границы с Монголией. Результаты следующие.

Новосибирск и окрестности. С утра — облачно, но во второй половине дня хорошие метеоусловия. Полная фаза затмения (примерно в 17 ч 45 мин) наблюдалась прекрасно.

Барнаул. Распогодилось незадолго до полной фазы. Наблю­дения прошли успешно.

Горно-Алтайск. Сплошная облачность, дождь.

410

— Любительская астрономия —

Поселок Чемал Горно-Алтайской АО. С утра держалась пре­красная погода, но за 2 минуты (!) до полной фазы пришла гро­зовая туча и испортила наблюдателям весь праздник.

Около 250 км к югу от Чемала по Чуйскому тракту. До трети неба в кучевых облаках. Из двух групп наблюдателей, расположив­шихся в 2 км друг от друга, одна группа наблюдала полную фазу затмения во всей красе, а другой повезло меньше — как раз во вре­мя полной фазы Солнце оказалось закрыто облачком, возникшим на ясном небе за считаные минуты буквально «из ничего».

А теперь представьте, что все любители астрономии, съехав­шиеся наблюдать затмение, сгруппировались бы в Горно- Алтайске или Чемале. Имела бы в таком случае смысл экспеди­ция на затмение?

Еще больше смысла в рассредоточении при наблюдениях по­крытий звезд астероидами. В этом случае на капризы погоды накладывается неуверенность прогноза полосы наблюдаемости явления. Что до наблюдения метеоров, то два наблюдателя, на­ходясь на расстоянии в несколько десятков километров друг от друга, могут зарисовать путь по небу одного и того же метеора, чтобы затем из простых геометрических построений найти его истинный путь в атмосфере.

Есть, наконец, и такое астрономическое мероприятие — День тротуарной астрономии. Он международный и проводится обычно в мае. В этот день клубы любителей астрономии выносят на тротуар телескопы для того, чтобы любой, кто пожелает, мог взглянуть на небо вооруженным глазом. Разумеется, телескоп поневоле наводится на самые простые и выигрышные объек­ты — Луну, Юпитер, Сатурн. Целью этого мероприятия не явля­ется вербовка прохожих в члены клуба. Цель тут другая — обра­тить внимание окружающих на то, что мы живем в неизмеримо более сложном и интересном мире, чем мир повседневной на­шей обыденности. Дети принимают это сразу и с восторгом, зато взрослые сплошь и рядом подозревают подвох, когда в ответ на вопрос: «А сколько стоит посмотреть в телескоп?» — слышат: «Да нисколько!»

411

Если хотите чего-то для сравнения, то вот вам типичная картина: платный телескоп на набережной где-нибудь в Ялте, Коктебеле или Сочи в курортный сезон. В громоздкой жестяной трубе одного из таких телескопов, разрисованной звездами и кометами и наводящей своими размерами на мысль о 2оо-мм апертуре, прятался маленький фабричный «Алькор» с зеркалом 65 мм — типичная игрушка для подростка, а не серьезный теле­скоп. Правда, хозяйка этого, с позволения сказать, «инструмен­та» оказалась еще сравнительно честной и позволила заглянуть внутрь трубы. Бывает хуже. Один из таких коммерсантов на­столько ловко и быстро наводил свою трубу на Юпитер, Сатурн и т. д., а главное, изображения были настолько качественными, что случившиеся поблизости любители астрономии заинтересо­вались данным феноменом. В трубе «телескопа» у этого жучка оказались диапозитивы, сменяемые нажатием незаметной кноп­ки! Любознательные простаки платили ему деньги за картинки, которые любой желающий может увидеть в популярной книжке по астрономии или скачать из Интернета! Если кто-то думает, что марктвеновские персонажи а-ля Герцог и Дофин уже пере­велись, то крупно ошибается.

Не хочется заканчивать книжку рассказом о жуликах, а посе­му укажем еще на одно преимущество организованного астроно­мического мероприятия: нередко его можно провести на терри­тории настоящей астрономической обсерватории и даже иногда организовать наблюдения на профессиональных инструментах. Дирекция обсерватории почти наверняка не станет иметь дело с влюбленными в небо одиночками, зато с клубами и организа­циями, проводящими мероприятие, — очень может быть.

Наблюдайте, учитесь, открывайте новое! И да улыбнется вам Удача!

1. Лмнуэль П.Н. Загадки для знатоков: История открытия и исследования пульсаров. М.: Знание, 1988.

2. Вайнберг С. Мечты об окончательной теории. М.: УРСС, 2007.

3. Гребеников ЕЛ., Рябов ЮЛ. Поиски и открытия планет. М.: Наука, 1975.

4. Грин Б. Элегантная Вселенная. М.: УРСС, 2004.

5. Есъков К.Ю. История Земли и жизни на ней. М.: МИРОС, 2000.

6. Ефремов Ю.Н. Звездные острова. Фрязино: Век 2, 2005.

7. Ефремов Ю.Н. Млечный Путь. Фрязино: Век 2, 2006.

8. Зигель Ф.Ю. Астрономы наблюдают. М.: Наука, 1985.

9. Климиилин ИЛ. Релятивистская астрономия. М.: Наука,

1989.

Ю. Куликовский П.Г. Справочник любителя астрономии, изд. 5-е. М.: УРСС, 2002.

11. Лидсей Д.Э. Рождение Вселенной. М.: Весь Мир, 2005.

12. Липунов В.М. В мире двойных звезд. М.: Наука, 1986.

13. Мухин Л.М. Мир Астрономии. М.: Молодая гвардия, 1987.

14. Навашин М.С. Телескоп астронома-любителя, изд. з-е. М.: Наука, 1975.

15. Новиков ИД. Как взорвалась Вселенная. М.: Наука, 1988.

16. Новиков ИД. Куда течет река времени? М.: Молодая гвар­дия, 1990.

17. Новиков ИД. Эволюция Вселенной. М.: Наука, 1990.

18. Пенроуз Р. Новый ум короля. М.: УРСС, 2003.

19. Прошлое и будущее Вселенной. М.: Наука, 1986.

413

20. Рябов ЮА. Движение небесных тел. М.: Наука, 1988.

21. СажинМ.В. Современная космология в популярном изло­жении. М.: УРСС, 2002.

22. Сикорук ЛЛ. Телескопы для любителей астрономии, изд. 2-е. М.: Наука, 1990.

23. Сурдин ВТ Неуловимая планета. Фрязино: Век 2, 2006.

24. Сурдин ВТ. Рождение звезд. М.: УРСС, 1997.

25. Физика космоса. Маленькая энциклопедия. М.: Советская энциклопедия, 1986.

26. Ходж П. Галактики. М.: Наука, 1992.

27. Хокинг С. От большого взрыва до черных дыр. М.: Мир,

1990.

28. Чарап ДМ. Объяснение Вселенной. Новая эра физики. М.: Техносфера, 2007.

29. Черепащук А.М. Черные дыры во Вселенной. Фрязино: Век 2, 2005.

30. Черепащук А.М., Чернин АД. Вселенная, жизнь, черные дыры. Фрязино: Век 2, 2003.

31. Шкловский И.С. Вселенная, жизнь, разум, изд. 5-е. М.: Наука, 1980.

32. Шкловский И.С. Звезды: их рождение, жизнь и смерть, изд. з-е. М.: Наука, 1984.

Научно-популярное издание ОТКРЫТИЯ, КОТОРЫЕ ПОТРЯСЛИ МИР