Знание-сила, 1999 № 09-10 (867,868)

Из чего состоят звезды?

В октябрьском номере журнала «Ежемесячные сообщения Берлинской академии наук» за 1859 год появилась небольшая заметка Густава Кирхгофа (1824-1887) «О фраунгоферовых линиях». В ней безыскусным языком научного сообщения говорилось о вещах поистине удивительных: «В связи с выполненным мною совместно с Бунзеном исследованием спектров окрашенных пламен, благодаря которому стало возможным определить качественный состав сложных смесей по виду их спектров в пламени паяльной лампы, я сделал некоторые наблюдения, приводящие к неожиданному выводу о происхождении фраунгоферовых линий и позволяющие по ним судить о вещественном составе атмосферы Солнца и, возможно, также ярких неподвижных звезд».

Фраунгоферовыми линиями принято называть темные линии в солнечном спектре, которые впервые наблюдал в 1802 году Уильям Волластон (1766-1828). Он обнаружил, что прошедший через щель в ставне солнечный спектр пересечен несколькими темными линиями. В1814 году эти линии независимо обнаружил и подробно описал, обозначив прописными и строчными буквами латинского алфавита, Йозеф Фраунгофер (1787-1826).

Кирхгоф установил, что «окрашенные пламена, в спектрах которых наблюдаются светлые резкие линии, так ослабляют проходящие через них лучи того же света, что на месте светлых линий появляются темные, если только за пламенем находится источник света достаточно большой интенсивности, в спектре которого эти линии обычно отсутствуют». «Я далее заключаю, – пишет Кирхгоф, – что темные линии солнечного спектра, не обязанные своим появлением земной атмосфере, возникают из-за присутствия в раскаленной атмосфере Солнца таких веществ, которые в спектре пламени на том же самом месте дают светлые линии. Следует принять, что совпадающие с D светлые линии в спектре пламени всегда вызываются находящимся в нем натрием, поэтому темные линии D солнечного спектра позволяют заключить, что в атмосфере Солнца имеется натрий. Брюстер нашел в спектре пламени селитры светлые линии на месте фраунгоферовых линий А, а. В; эти линии указывают на присутствие калия в солнечной атмосфере. Из моего наблюдения, согласно которому красной литиевой полосе в солнечном спектре не соответствует никакая темная линия, по-видимому, следует, что лития в солнечной атмосфере или нет, или его сравнительно мало».

Заметка Кирхгофа возвестила миру о создании нового мощного метода исследования – спектрального анализа, первые же шаги которого увенчались открытием новых элементов – цезия (1860) и рубидия (1861).

У Кирхгофа было немало предшественников. По мнению самого Кирхгофа, ближе всех к открытию спектрального анализа подошел Леон Фуко (1819-1868), наблюдавший обращение линий натрия на десять лет раньше Кирхгофа, но не сумевший найти объяснение обнаруженному явлению и не дерзнувший утверждать, что наличие линий в солнечном спектре свидетельствует о присутствии натрия на Солнце. К чести Фуко следует заметить, что когда в шестидесятые годы XIX века го инициативе У.Томсона разгорелся спор о приоритете в открытии спектрального анализа, Фуко признал, что его опытам не доставало последнего решающего шага.

В том же 1859 году вышла в свет книга «О происхождении видов путем естественного отбора, или сохранении благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь», Чарлза Дарвина, магистра наук, члена Королевского, Геологического, Линнеевского и прочих обществ, автора «Дневника изысканий, произведенных во время кругосветного плавания корабля Ее Величества «Бигль»».

В этом сочинении Чарлз Дарвин (1809-1882) изложил свою теорию происхождения видов, заложив основы эволюционной биологии. Новым словом явилась изменчивость видов. По Дарвину, существующие виды животных и растений возникли в процессе эволюции под влиянием трех взаимосвязанных факторов: изменчивости, естественного отбора и наследственности. Целесообразность изменений, наблюдаемая в природе, создается путем естественного отбора полезных, ненаправленных изменений.

Сам Дарвин не считал свой труд завершенным: «Происхождение видов», по существу, было лишь фрагментом задуманного Дарвином более обширного, но так никогда и не завершенного труда.

Самым значительным событием своей жизни Чарлз Дарвин считал продолжавшееся пять лет кругосветное плавание на «Бигле» под командованием капитана Фиц-Роя (впоследствии адмирала). Дарвин отправился в плавание в качестве натуралиста, приняв приглашение Фиц-Роя разделить капитанскую каюту и выполнять многотрудные обязанности безвозмездно. «Именно этому путешествию, – читаем мы в «Воспоминаниях о развитии моего ума и характера» Чарлза Дарвина, – я обязан первым подлинным дисциплинированием, то есть воспитанием моего ума. Я был поставлен в необходимость вплотную заняться несколькими разделами естественной истории, и благодаря этому мои способности к наблюдению усовершенствовались, хотя они уже и до этого были неплохо развиты».

Обширные материалы, собранные во время экспедиции на «Бигле», легли в основу трудов Дарвина, написанных в последующие годы.

Со времени выхода первого издания «Происхождения видов» минуло без малого полтора века, но эпохальный труд Дарвина и поныне «будоражит умы биологов».

В России перевод главного труда Чарлза Дарвина был издан в 1896 году усилиями таких замечательных ученых, как К.А.Тимирязев, М.А.Мензбир, И.А.Петровский и академик И.П.Павлов. Позднее их перевод, по праву считающийся классическим, был уточнен и в ряде мест исправлен А.Д.Некрасовым, С.Л.Соболем и академиком Н.И.Вавиловым и вошел в том 3-й академического издания трудов Чарлза Дарвина. Для широкой читательской аудитории Б.М.Медников и А. В.Яблоков подготовили более доступное издание «Происхождения видов», выпущенное в 1986 году издательством «Просвещение».

НА ФОНЕ ТРЕХ СНИМКОВ СОЛНЦА, СДЕЛАННЫХ В РАЗНЫХ СПЕКТРАХ, ПОМЕЩЕНЫ СПЕКТР СОЛНЦА, А ТАКЖЕ СПЕКТРЫ, КОТОРЫЕ ПОЛУЧАЮТСЯ ОТ ПЛАМЕНИ ГАЗОВОЙ ГОРЕЛКИ, ЕСЛИ В НЕМ ИСПАРЯТЬ ВОЗМОЖНО БОЛЕЕ ЧИСТЫЕ ХЛОРИСТЫЕ СОЕДИНЕНИЯ КАЛИЯ (ВТОРАЯ КОЛОНКА СЛЕВА), НАТРИЯ, СТРОНЦИЯ, КАЛЬЦИЯ, БАРИЯ.