Глава 2. История удивительных открытий

2.1. Древняя астрономия: Междуречье, Египет, Греция, Майя

Еще до начала Великих открытий в Европе мир многое знал о нашей Вселенной. Наблюдения за небом проводились с древнейших времен, как только вид Люди разумные подняли голову вверх и заинтересовались прекрасными созвездиями.

Вопреки расхожим мнениям о том, что первые цивилизации были ограничены своей религией и примитивным устройством государства, и в Шумере, и в Египте, и в Греции с давнейших времен люди знали, что Земля круглая и имеет особый механизм и функции в строении Вселенной. Плоская Земля на китах, черепахах и слонах – всего лишь мифология, никто не относился к этим легендам всерьез уже в 4 тысячелетии до нашей эры.

Взять, например, Египет. Древнее государство, чья история и развитие до сих пор является благодатной почвой для ученых‑историков, богатой на загадки и тайны, будоражащие умы человечества. Уже примерно за три‑четыре тысячи лет до Новой Эры в этом дивном государстве была изобретена письменность, гончарное дело, оружейное мастерство. И самое главное, самое заветное, с чем ассоциируется это прекрасное, наполненное особым очарованием царство – пирамиды.

Уже тогда у египтян появились календари: лунный и схематический, а год делился на три сезона – «ахет» – пресыщение (наводнение), «перет» – рождение (появление суши) и «шему» – иссушение (отсутствие воды). Соответственно, жизнь египтян, зависящая от цикла, диктующего свои правила, и положила начало астрономии.

Гражданский календарь, так называемый «схематический», аналогичен современному. Он вмещал в себя 365 дней. Год делился на 12 месяцев по 29–30 дней – от «рождения» до «рождения».

Лунный же календарь был доступен не всем и имел свои дни, не подходящие для будничного государственного существования, так как использовался в религиозных целях, для храмовых Мистерий и праздников, а посему был неудобен в жизни повседневной.

Сириус, самая яркая звезда, был ориентиром, по которому древние астрономы добавляли в високосный год тринадцатый месяц. По сути, вся египетская астрономия базировалась на наблюдениях за Сириусом – главной звездой египетской мифологии, ведь считалось, что бог Осирис пришел на землю с пояса Ориона.

До Египта существовала еще одна могущественная цивилизация – Междуречье. Сначала возник Шумер – государство, впоследствии трансформировавшееся в Ассирию и Вавилон.

Шумеры были искушенными астрономами, ведь их религия также основывалась на звёздных путешествиях. Считалось, что создавшие людей боги – Аннунаки прибыли на Землю из созвездия Дракона. Они прекрасно знали, что Земля круглая, что времена года и смена дня и ночи зависят от Солнца, у них были собственные названия всех видимых планет, которые именовались в честь их богов. Так, например Юпитер – это Мардук, а теоретическая планета между Марсом и Юпитером – Тиамат (в мифологии Мардук убивает Тиамат), Венера – Инанна (Иштар, Астарта).

Однако Золотой век астрономии начался в Греции и Риме.

Древнегреческая астрономия сделала очень весомый и важный вклад в развитие астрономии как науки.

Современная астрономия напрямую зависит от греческой и ее истоков.

Астрономию древней Греции можно поделить на четыре периода, а именно:

– Архаический

– Классический

– Эллинистический

– Период упадка

– Имперский

Течение периодов весьма схематично и трудно в общем отнести то или иное достижение к определенному периоду.

Классический период характеризуется скорее «нащупыванием» будущего фундамента, появляются предпосылки и зарождаются мысли о влиянии и методах научных познаний.

Вводятся новые понятия, абстрактные термины в математике, предпринимаются попытки понять закономерность движения небесных светил и их влияния на Землю.

Эллинистический период – это Вселенная, манящая ученые умы. Тогда была создана математическая астрономия, были предприняты попытки определения масштабов Вселенной, изучались небесные тела и их влияние на жизнь человека.

Также была создана философская составляющая астрономии как науки. Два течения – эпикурейцы и стоики – сыграли весомую роль в становлении астрономии.

Эпикурейцы в большей части были приверженцами теории хаоса. Они утверждали возможность существования бесконечного множества миров, схожих с нашим.

Стоики же полагали, что космос рождается в огне, в огне и гибнет, то есть говорили о цикличности. Огонь имел свойство превращаться в три элемента – воздух, воду и землю. При этом вся Вселенная пронизана особой тончайшей материей – пневмой. Космос – живое создание, а пневма – его душа. В центре мироздания – Земля, которая находится в гармонии, благодаря уравновешенности сил, действующих на нее с разных сторон Вселенной.

В период упадка пришедшая из Вавилона астрология была скорее на уровне примитивном и не имела должного развития. Но, несмотря на «застой» науки, деградации не происходило, и это мы можем видеть по трудам Гемина и Сферика Феодосия Вифинского.

В имперский период астрономия возрождается, уже перекликаясь с астрологией. Однако новый толчок быстро приводит к ступору, еще более сильному, связанному с общим упадком культуры в период крушения Римской Империи, а также со сменой ценностей и их радикальным пересмотром.

Древнегреческая астрономия является основой для развития науки в Средние века.

Важные познания, данные в то время человечеству, невозможно не выделить.

В первую очередь это:

– Мир и его видение;

– Непрерывная цепочка причин и следствий, возможность правильного восприятия явлений природы, правильная их оценка и понимание их внутренних процессов;

– Математика и геометрия Вселенной. Космология;

– Последовательно логическая методология;

– Разработка и создание важнейших приборов для наблюдения и изучения космоса и небесных тел;

– Приход к правильному представлению места Земли во Вселенной;

– Открытие новых явлений, процессов;

– Вычисление расстояния от Земли до Луны;

– Осознание масштабов Вселенной;

– Выдвижение ряда гипотез, имеющих отклики в гораздо более поздних периодах (особенно гелиоцентрической системы мира);

– Создание математических моделей движения Солнца, Луны и планет.

Для того, чтобы понять, что не только известный древний мир имел собственные познания по строению Вселенной, давайте обратимся к другой части мира – цивилизации майя.

Майя имели глубочайшие знания в области астрономии, которые напрямую повлияли на человечество. Их вклад неоценимо высок. Письменность, архитектура, математические, астрономические системы. И, конечно же, нашумевший в 2012 году календарь.

Система календарей у майя была сложной, но довольно‑таки точной для своего времени, учитывающей множество нюансов. Древние Майя занимались не только подсчетом течения времени, а также его организацией – даже храмы в городах были расположены по определенной астрономической системе.

Майя придавали большое значение небесным телам, их движению и перемещению в космосе. Они умели вычислять наступление затмений, хотя и в современном мире для предсказания наступления солнечного затмения используются сложнейшие вычисления. У Майя же были свои таблицы, рассчитанные на множество лет вперед, довольно точные. Когда же в будущем таблицы были доработаны, исследователи и ученые были поражены: их точность совпадала до одного дня.

Майя верили в цикличность и уделяли большое внимание изучению и движению Венеры. Их расчеты были настолько точны, что расходятся с современными данными всего на несколько секунд в год! Все природные явления, циклично повторяющиеся, усердно изучались и вносились в календари.

В качестве итога стоит заметить, что, несмотря на масштабное развитие науки, майя были слишком зависимы от своей религии и жестокого социального обустройства общества, что и привело в конечном итоге к упадку цивилизации.

2.2. Освоение космоса и великие открытия 20‑го века

Человечество, всегда интересующееся Вселенной как доселе неизведанной материей, всегда стремилось попасть в космос, посмотреть на Землю с неба.

Термин «космонавтика» был введен для обозначения вопроса, посвященного изучению космоса и путешествий с целью познания. Долгое время для советского народа слово «космонавтика» было непривычным, чужеродным. Оно появилось в русском словаре около 1958‑го года, а начало упоминаться в литературе в 1950‑ом году.

До этого был выдвинут проект по созданию летательного аппарата способного совершать космические полеты, однако он был отвергнут. Позже Константин Циолковский предложил использовать ракеты для полетов в космос, а после разработал аппарат для межпланетного «общения». Далее последовали разработки, позволившие сделать Вселенную «чуть ближе» нам.

Тем не менее, разработки 50‑х годов прошлого века показали, что аппараты и ракеты, созданные прежде, для космических путешествий не годятся. Но все равно в СССР разворачивались масштабные работы по развитию ракетостроения и освещению важнейших вопросов космонавтики, таких как создание спутников, и все для того, чтобы осуществить запуск их в космос с последующим возвращением на Землю и получить информацию. Впервые был поднят вопрос и написана научно‑исследовательская работа о «создании искусственного спутника Земли».

Американская программа, в свою очередь, столкнувшись с «обгоном» СССР в открытии первого спутника, создала инициативы, направленные на кропотливое изучение отрасли. Соперничество между Америкой и СССР обернулось для США провальной попыткой запуска своего первого спутника и более удачной попыткой внедрения «Эксплорер‑1».

Первым существом, отправившимся в космическое путешествие, была собака по прозвищу Лайка. Этот запуск стал действительно важным опытом в истории космонавтики, пусть и печальным: собака погибла. Вторым, уже более удачным, был запуск Белки и Стрелки, выживших и доказавших возможность существования живого существа в космическом пространстве и способность вынести невесомость. Примечательно то, что в СССР для испытаний использовались собаки, в то время как в США – шимпанзе.

Но и потом СССР опередили Америку. Первым человеком в космосе стал Юрий Гагарин, совершивший полет 12 апреля 1961 года. Первым же астронавтом из США был Алан Шепард, который отправился в путешествие 5 мая 1961 года.

Гагарин провел простейшие эксперименты, а также записывал все свои ощущения на магнитофон. До сих пор была неизвестной реакция человеческой психики в космосе, поэтому были проведены специальные меры для того, чтобы помешать управлению космическим кораблем в неадекватном состоянии. Были и минусы. Не сработала система радиоуправления, которая отключала двигатели 3‑ей ступени.

В качестве вывода можно отметить то, что полет человека в космос стал глобальным и важнейшим шагом в истории. По окончании путешествия Гагарин оставил записку, в которой описывал то, как прекрасна наша Земля и призывал хранить и ценить ее красоту.

Возвращаясь к искусственным спутникам, стоит отметить, что роль их неоспоримо ценна. Благодаря им мы можем узнавать первые погодные новости и любые геометеорологические подробности. А также получаем данные о состоянии Земли и ее природных ресурсах. Уже в 1960‑ом году появилась возможность считывать информацию о Земле в виде черно‑белых схем, показывающих очертания планеты визуально. Эти схемы давали слабое представление о деятельности человека, но стали, несомненно, важным шагом в астрономии и космонавтике. Была получена возможность практически беспрерывного наблюдения за Мировым Океаном и его просторами, сей погодной «колыбели».

Полеты на Луну стали еще одним прорывом человека. Первым аппаратом‑луноходом был американский «Рейнджер‑7», передавший на Землю множество качественных изображений еще перед посадкой, а также снимок кратеров диаметром до одного метра. Далее последовали высадки еще нескольких луноходов, изготовленных руками человека и вполне удачно «прилунившихся».

Следующей целью стала Венера, на которую из космического корабля был запущен спутник «Венера‑1». Он прошел в тысяче километров от планеты и вышел на орбиту. Позже для более детального изучения поверхности была запущена «Венера‑3», которая достигла своей цели 1 марта 1965 года. «Венера‑4» в свою очередь представила точные характеристики по температуре и составу атмосферы планеты.

На этом изучение планет не остановилось, и уже 1 ноября 1962 года была запущена космическая станция «Марс‑1» (СССР). Попытки запуска со стороны США увенчались успехом лишь на запуске «Маринер‑4», которая указала на отсутствие магнитного поля у Марса. На поверхности были обнаружены кратеры, схожие с лунными. Были отправлены спутники и на другие планеты Солнечной системы, которые предоставили более чем исчерпывающую информацию. Это позволило продвинуться науке на шаг вперед.

Но этого оказалось мало! Человеческая жажда знаний не была, как, наверное, и не будет никогда удовлетворена, и первыми лунными экспедициями стали девять эшелонов, отправленные в период с 1969 по 1972 годы. Шесть из них завершились успешной высадкой астронавтов на поверхность Луны. В процессе программы было собрано достаточное для изучения количество пород и грунта, были сделаны открытия, из которых наиболее важны два – абсолютная стерильность Луны и отсутствие какой‑либо формы жизни на ней. В завершение хотелось бы сказать, что человечество только‑только вступило в четвертое десятилетие космической эры, но нас уже давно не удивляют такие чудеса как охватывающие всю Землю спутниковые системы – навигаторы.

Совершенно без удивления мы узнаем последние новости о многолетних работах и испытаниях, а новые открытия принимаем как должное. Нас не шокирует впервые увиденное ядро кометы и такие близкие снимки далеких планет и галактик. И хотя нас с уверенностью можно обвинить в пресыщенности, наша жажда знаний не угасает. За очень малое время космонавтика стала неотъемлемой частью нашей жизни, но не стоит забывать и о том, что нас ждет еще множество загадок и неизведанных тайн, которые нам только предстоит постичь.

Глава 3. Что ожидает нас в будущем? Популярные теории о строении Вселенной

3.1. Современная астрономия в лучших университетах мира. Чем заняты ученые в наше время?

В современном мире астрономию поглотила новая ветвь космической науки – астрофизика. Она появилась в 20 веке – веке великих открытий, когда ученые окончательно убедились, что космические законы – основа физических явлений и процессов на Земле. Случилось это благодаря великим людям и учёным – Альберту Эйнштейну. Николе Тесла и Томасу Эдисону.

Современные астрофизики до сих пор опираются на их работы, создают и проверяют самые дерзкие космические теории. В большинстве технических университетов и обсерваторий мира профессора астрономии и астрофизики наблюдают за звёздами, открывая новые галактики и звёздные системы.

Астрофизика состоит из трех основных отраслей: астроспектроскопия, наблюдательная и теоретическая астрофизика. Астроспектроскопия занимается тем, что наблюдает космические процессы с помощью спектрального анализа. Зачатки этой области науки появились еще во второй половине 19‑го века, когда ученый Густав Кирхгофом сделал первый спектральный анализ Солнца. Это было важным шагом в данной науке, поскольку впервые можно было точно определить состав атмосферы Солнца.

Наблюдательная астрофизика делится еще на несколько отраслей: радиоастрономия занимается изучением волн, которые издают пылевые облака, также реликтовым излучением, которое является отголосками большого взрыва, пульсарами, квазарами и радиогалактиками. Инфракрасная астрономия проводит наблюдения за планетами, астероидами и космической пылью – то есть объектами, которые не имеют собственного свечения и только отображают свет. Оптическая астрономия – классическая. Рентгеновская, ультрафиолетовая и гамма‑астрономия – области, которые наблюдают за образованием высокоэнергетических частиц.

Теоретическая астрофизика использует аналитические методы для разработки новых теорий и для подтверждения уже существующих. Астрофизики‑теоретики исследуют не только процессы и объекты Вселенной, но и многие популярные теории. В сферу их работы входит физика черных дыр, эволюция и строение звезд, звездная динамика, эволюция галактик, строение Вселенной и космология.

Один из наиболее важных элементов в современной астрономии – теория относительности Альберта Эйнштейна. Собственно, на ней построены фундаментальные труды всех точных наук: физика, астрономия, высшая математика ссылаются на работы выдающегося ученого. Теория относительности – основа наших знаний о гравитационных волнах и расширении космоса.

Отдельно хочется сказать о космологии, разделе астрофизики, изучающем свойства Вселенной. Она началась с физики элементарных частиц и той же теории относительности. Альберт Эйнштейн предполагал, что Вселенная изотопна, однородна и стационарна. Из этого следовало, что Вселенная конечна, замкнута и искривлена в пространстве. Однако второй великий ученый того времени – Эдвин Хаббл с помощью своих исследований микроволновых излучений, а также благодаря теории нестационарной Вселенной русского ученого Александра Фридмана смог доказать, что Эйнштейн ошибался и Вселенная не статична, она постоянно увеличивается в размерах. Из этих работ возникла общепринятая в наше время Теория Большого Взрыва, доказательств которой становится всё больше.

Большой взрыв – это стандартная космологическая модель, которая объясняет появление Вселенной и ее жизнь на ранних стадиях. Эта теория считает, что вначале был взрыв микрочастиц, который породил Вселенную. Так, существует космический аппарат для изучения реликтового излучения, которое образовалось при Большом взрыве, а отголоски его до сих пор доходят до Земли. Он называется WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) (читается Ви‑мап) и был разработан НАСА. Он помог ученым построить самую точную и детальную карту микроволнового излучения, которая показала, что 70 процентов космической материи еще не изучено.