сайт для родителей

300 вопросов по астрономии

Print This Post

214


300 вопросов по астрономии
(1 голос: 5 из 5)

С давних времён бескрайнее звёздное небо манило к себе взгляд и помыслы человека, завораживало не только величественной красотой, но и своими тайнами, загадками. Оно пробуждало в душах людей вечные философские вопросы о мироздании, месте человека в нем, о сущности и цели бытия. Изучение небесных светил имеет не менее длительную историю, чем история других базовых наук — математики, физики. Оно развивалось параллельно с ними.

XX век — это время грандиозного прорыва в области получения новых знаний о нашей планете и Солнечной системе, время появления космонавтики. Это время первого полета в космос, выхода человека в открытое космическое пространство, запуска пилотируемых кораблей и искусственных спутников.

Начало космической эры породило необходимость в подготовке специалистов в этой области. Поэтому изучение астрономии начиналось еще в школе. В советской школьной программе был предмет «Астрономия». Изучению этой науки отводилось всего 35 часов в выпускном классе, но этого было достаточно, чтобы школьники получили основные знания о Вселенной, об окружающем нас космическом пространстве.

Астрономия ушла из школьной программы вместе с перестройкой. Современный государственный стандарт образования не предусматривает обязательного изучения астрономии в средней школе, а лишь допускает включение этого предмета в число дополнительных по выбору учащихся. Однако и подготовка учителей астрономии сейчас также находится в плачевном состоянии. Астрономическая безграмотность, наступившая в нашей стране, приводит к тому, что молодые люди путают астрономию с астрологией, не знают о связи температуры звезд и их спектра, не могут визуально отличить звезды от планет.

Этот раздел нашего сайта создан на основе одноимённой книги Василия Фёдоровича Орлова, выпущенной издательством «Просвещение» полвека назад, в 1966 году. Большинство вопросов в этой книге — результат критического прочтения литературных произведений и обнаружения в них неточностей и ошибок с точки зрения астронома. Вам предлагается найти эти неточности и ошибки. Это весьма увлекательное занятие, в чем мы предлагаем вам убедиться на собственном опыте. Знаний, которые давали на уроках астрономии в советских школах, было вполне достаточно для решения задачек в этой книге. Если же знакомство с ними побудит кого-то из вас найти какой-нибудь старый учебник по астрономии и почитать его, мы можем считать миссию этого раздела выполненной.

Ориентировка на местности

Обычно Полярную звезду находят, проводя мысленно прямую линию через две крайние звезды «ковша» Большой Медведицы. С помощью карты северного полушария небесной сферы найдите, через какие еще звезды ближайших к северному полюсу мира созвездий можно провести прямые линии так, чтобы они прошли через Полярную звезду или очень близко от нее. Какие координаты у этих звезд должны быть или равны, или очень близки по величине, чтобы это было возможно?

Ответ
Можно еще провести прямую линию через любые две крайние звезды созвездия Лебедя (ε и α или η и δ), через α и β Цефея и некоторые другие. У таких звезд должны быть приблизительно одинаковые прямые восхождения.

Обыкновенно говорят, что Солнце восходит на востоке и заходит на западе. Так ли это на самом деле?
Ответ Нет. Солнце восходит на востоке и заходит на западе только в эпохи равноденствий.
Как можно ориентироваться по Солнцу на земных полюсах в летнее время, если Солнце там не заходит и в течение суток движется почти на одной и той же высоте над горизонтом?

Ответ
Только с помощью часов.

В романе Жюля Верна «Таинственный остров» рассказывается, как Сайрус Смит с помощью часов определил страны света: «…он точно заметил момент захода Солнца за горизонт и, сделав поправку на рефракцию лучей, записал его. Утром… он так же точно отметил восход Солнца. Оказалось, что между восходом и заходом прошло 11 ч 36 мин. Следовательно, ровно через 6 ч 12 мин после восхода Солнце пройдет через меридиан и место, которое оно займет на небе,— это север». Какие замечания можно сделать по поводу этого способа? Чем объясняется странное утверждение Смита, что Солнце будет находиться на севере?

Ответ
Рефракцию можно было бы и не принимать во внимание, так как если она и утром и вечером одинакова, то она не влияет на точность определения момента полудня. Но надо было бы принять во внимание изменение длительности дня и ночи и для этого измерить их длительность хотя бы в течение двух суток. Солнце в полдень действительно должно было находиться на северной стороне небосвода (не в точке севера!), так как Таинственный остров был расположен в южном полушарии Земли.

«На перекате играла полноводная река. Над левым, отлогим берегом сиял месяц в безоблачном звездном небе, и серебристая полоса света перерезала реку». Считая, что, по всей вероятности, Луна была в полнолунии, сообразите, в каком направлении текла река.

Ответ
Луна в полнолунии «сияет» около своего положения в верхней кульминации, находясь на южной стороне небосвода. Значит, встав по течению реки, мы своей левой стороной повернемся к югу. Следовательно, река текла на запад.т.

Координаты

В книге «Дорога ветров» И. А. Ефремов пишет: «Я записал азимут СЗ 330°». Какой это азимут — астрономический или геодезический?
Ответ
Геодезический

Известно, что из всех систем координат эклиптикальные координаты самые древние. Чем это объясняется?
Ответ
Древних астрономов интересовали в основном движения Солнца, Луны и планет, а эти небесные тела движутся либо по эклиптике, либо в непосредственной близости от нее, почему их положения и относили именно к эклиптике.

До сих пор еще можно услышать и прочитать о первом меридиане, как начальном для отсчета долгот. Какой меридиан на самом деле принимается за начальный?
Ответ
Нулевой, совпадающий с 360-м.

На сколько километров отстоят друг от друга нулевой и 360-й меридианы в самом широком месте земного шара на экваторе?
Ответ
Они сливаются друг с другом.

При чтении старых книг с описаниями путешествий легко заметить, что указанные в них широты разных мест на Земле в общем одинаковы с теми, какие можно встретить и в современных книгах, между тем как в долготах замечается большая разница. Чем это объясняется?
Ответ
В разные годы и в разных странах за начальные меридианы принимались разные меридианы Земли.

«Улугбек вычислил и привел в «Звездной книге» координаты 683 различных городов. Правда, теперь нам трудно проверить их точность… Арабские географы тех времен вели отсчет долготы от каких-то островов… но где они находились, мы точно не знаем». Что можно сказать по поводу этого утверждения?
Ответ
Прежде всего, легко можно проверить точность определения широт. А далее, зная долготу даже одного пункта, легко найти меридиан, принятый Улугбеком за начальный, и, наконец, при достаточно точных измерениях при любых начальных меридианах разности долгот каких-либо двух пунктов должны быть одинаковы как в каталоге Улугбека, так и в современных каталогах.

Какая особенность у всех широт и долгот на территории России?
Ответ
Все широты северные, а долготы восточные.

Звёздные величины

Назовите самую яркую звезду на небесной сфере и самую яркую звезду в северном небесном полушарии.
Ответ
Сириус и Вега.

Можно ли по обозначениям α, β, γ и т. д. звезд в созвездиях сколько-нибудь точно судить об ослаблении блеска этих звезд?
Ответ
Нет, так как иногда звезды по блеску распределены в созвездиях не в порядке букв греческого алфавита.

Принято, что блеск звезды 1-й величины ровно в 100 раз превосходит блеск звезды 6-й величины. Исходя из этого сообразите, во сколько раз блеск звезды 6-й величины больше блеска звезд 11-й и 16-й величины.
Ответ
В 100 раз; в 10 000 раз.

Вычислите звездную величину светила, которое по своему блеску в 10 раз слабее блеска звезды нулевой величины.
Ответ
2m,5. Надо воспользоваться формулой lg d = 0,4(m—n), где m — звездная величина более слабой звезды. Тогда: 1 = 0,4(m—0)=0,4 m. Откуда m = 1 : 0,4 = 2m,5.

Каковы предельные величины самых слабых звезд в нашей Галактике?
Ответ
60m (по теоретическим расчетам).

Диаметр нашей Галактики составляет 85000 световых лет, а Солнце находится в 26 000 световых лет от центра Галактики. Вычислите звездную величину такой же звезды, как Солнце, но находящейся на более отдаленном от нас конце Галактики. (Звездная величина Солнца на Земле — 26m, 80.)
Ответ
Примем для простоты, что расстояние от нас до крайних пределов Галактики составляет 70 000 световых лет, или 70 000 X 63 300 астрономических единиц. На таком расстоянии звездная величина Солнца возрастет на 2,5x = 44312 1012, т. е. x=48m,23, а искомая звездная величина Солнца 48m,23 — 26m,80 или +21m,43, что стоит на грани разрешающей способности величайшего телескопа.

Звёздное небо и созвездия

[На ноге у сына] «шесть крошечных родинок образовали совершенно точную копию созвездия Большой Медведицы». Что можно сказать о точности этой копии?
Ответ
Копия не могла быть точной, так как основная и наиболее известная всем часть созвездия Большой Медведицы состоит из семи звезд.

В следующих строках описываются некоторые подробности одного путешествия из Европы в США по Атлантическому океану: «В каюте есть такое круглое окно-иллюминатор; в ясные ночи в нем помещается все светлое небо над Атлантикой, полное чужих звезд и неясных холодных зарниц». Найдите в этом описании неточности.
Ответ
Иллюминаторы обычно бывают боковые, поэтому в них, в лучшем случае, можно увидеть лишь половину небосвода. Никаких «чужих» звезд на обычном пути из Европы в США европеец не увидит.

«Иной раз жаль, что огромный океан неба не принято делить на отдельные моря и называть их соответственно тем районам Земли, которые омываются ими. Тогда бы небесное море, что над степями Дона и Кубани, смело заслужило название Синего, а покрывающее Кавказский хребет и Закавказье,— моря Прометеева. Исследователи легко установили бы черты различия между этими соседственными морями. Одно из них — Синее — знаменито своими глубокими, тяжелыми и всегда холодными тонами. Море же Прометеево оказалось бы замечательным по своему сиянию, вспышкам, горению, жару». Найдите слабые места в этих рассуждениях.
Ответ
Автор, очевидно, полагал, что над каждым местом земного шара светят свои, особые звезды, что неверно. И кроме того, никакой резкой разницы между небом, наблюдаемым со степей Дона и Кубани, и небом Кавказа и Закавказья нет.

«Она представляла себе ночь среди полудиких степей, ночь в прерии, куда углубился отряд пионеров в поисках места, где можно было бы построить город… ночь таинственных созвездий на незнакомом небе, спокойно взирающих на муки людей». Здесь переданы мысли жительницы восточной части США о пионерах (первооткрывателях), двигавшихся на крайний запад Северной Америки. Правильно ли она представляла себе обстановку этого путешествия?
Ответ
Нет. Никаких новых созвездий на своем пути по Америке с востока на запад по одной и той же параллели пионеры увидеть не могли.

«Ночь падает быстро, она черна, в черном небе среди неузнаваемого, сколько ни всматривайся, рисунка звезд голубовато горит словно парящий церковный крест», — пишет один писатель о ночи в абиссинском городе Асмаре. Действительно ли на небе Асмары не видно ни одного из знакомых жителям средних северных широт созвездий?
Ответ
Надо полагать, что этот писатель смотрел только на юг, где и увидел много незнакомых созвездий. Вообще же вплоть до самого экватора на небе можно видеть все созвездия северного небесного полушария.

Не искажаются ли до неузнаваемости фигуры созвездий, находящихся вблизи от горизонта?
Ответ
Нет, так как Земля является не более как ничтожно малой точкой в мировом пространстве.

Будут ли изменяться очертания знакомых нам созвездий для межпланетных путешественников?
Ответ
Нет, см. предыдущую задачу.

«Черная ночь. Звезды в небе раскиданы как-то непривычно, совсем не так, как в России». Действие происходило на широте Алма-Аты (43° 20′ с. ш.). Учитывая, что автор, по-видимому, житель средних широт Европейской части СССР, сделайте заключение о верности подмеченной им картины звездного неба.
Ответ
Разница в широтах Москвы и Алма-Аты составляет около 12°. При такой разнице на небе уже появились некоторые новые для москвича созвездия, однако автор истолковал это по-своему и неверно.

«За окном черное небо со звездами… и небо здесь повернуто как-то под другим углом, звезды ближе к нам, чем дома. Млечный Путь почти над головой. Большая Медведица опустила ковш вниз, а Венера, которая у нас дома восходит почти у горизонта, здесь, как только спустилась ночь, оказалась почти в зените». Найдите ошибки в описании, если действие было в Багдаде (33° с. ш.), а писала это ленинградка.
Ответ
Та часть Млечного Пути, где расположено созвездие Кассиопеи, может быть в зените и в Ленинграде. Венера и в Багдаде восходит у горизонта. Максимальная высота Венеры в Багдаде — 84°, но и на такой высоте она бывает на небе только днем при солнечном свете, а в зените ночью Венеру нигде нельзя увидеть, так как она не удаляется больше чем на 48° от Солнца.

«Нагпур. Географически это самый центр Индии. …Темное небо. Яркие звезды, какие бывают только на далеком юге. Большую Медведицу я разыскал с трудом. Она была у самого горизонта, ее ковш был перевернут, хвост торчал вверх. Я с трудом узнал ее. Полярная звезда очевидно, была за горизонтом. Чужое незнакомое небо». Нагпур расположен примерно на 21° с. ш. Видна ли на этой широте Полярная звезда?
Ответ
Да. Автор, вероятно, не узнал ее.

(После перехода через экватор из северного полушария в южное.) «Главным ориентиром теперь стали четыре звезды Южного Креста, а Большая Медведица и Полярная звезда, оставшиеся позади, все ниже опускаются к горизонту. Завтра мы пересечем тропик Козерога и выйдем из жаркой зоны». Какова видимость Большой Медведицы и Полярной звезды у тропика Козерога?
Ответ
Полярная звезда совсем не видна сразу же после перехода через экватор в южное полушарие. Практически ее не видно даже на экваторе. Склонение самой северной звезды в созвездии Большой Медведицы около 62°, а значит, ее будет видно даже на 28° ю. ш., т. е. несколько южнее тропика Козерога.

«В сентябре, когда карфагеняне перешли в южное полушарие Земли, Большая Медведица на небе не видна». Верно ли это? На какой широте Большая Медведица становится невосходящим созвездием?
Ответ
Склонение самой южной звезды в созвездии Большой Медведицы 50°, значит, эту звезду еще видно на 90° — 50° = 40° южной широты.

«На ночном небе светили давно знакомые созвездия. Вот раскинул крылья на полнеба огромный Лебедь с яркой звездой Денеб на хвосте и небольшой звездочкой Альбирео в клюве. Неподалеку голубая Вега сияла на Лире Орфея… немного ниже парил Орел, над ним летела Стрела, а чуть левей кувыркался озорной Дельфин». Здесь описано летнее небо на озере Селигер (57° с. ш.). Проверьте правильность описания. Какая сторона небосвода здесь описана?
Ответ
В этом описании все верно, только созвездие Лебедя не столь велико, как показалось автору, да и Вега не голубая, а белая звезда. Здесь описана юго-восточная сторона небосвода.

«За парком, низко над землей, висел острый серп месяца, рогами налево… Высоко на небе, на юго-востоке, там, где было больше звезд, мерцали Стожары. Три нижние звезды в созвездии Рака — его шея — казалось, вот-вот коснутся земли, в то время как верхние — голова Рака — разгорелись, запылали и неземным светом озарили весь небосклон на юго-западе. Обойдя вокруг Полярной звезды, Большая Медведица клонилась к западу. Чувствовалось, что уже за полночь, но только-только после первых петухов». Здесь описано осеннее небо в Литовской ССР, средняя широта которой 55°. Время указано среднее солнечное. Проверьте правильность описания.
Ответ
Если месяц был острым серпом и с рогами налево, то это был «молодой» месяц, а он до полуночи на небе не задерживается; созвездие Рака в это время еще только восходит, Плеяды и созвездие Рака, состоящее из слабых звезд, отстоят друг от друга примерно на 60° и не могут быть одно на юго-востоке, а другое на юго-западе.

«Стожары тлели над самой головой. «Полночь», — подумал Ефим», — говорится в одном рассказе о Ростовской области, средняя широта которой 47°. Бывают ли в Ростовской области Стожары (Плеяды) в зените?
Ответ
Склонение средней части Плеяд примерно +24°. Наибольшая высота их над горизонтом в средней части Ростовской области примерно 67°. В зените они быть не могут.

«Над их головами в синей бездне тянулся усыпанный золотой пылью Млечный Путь. Ярко мерцали Близнецы, прямо над головой Дева несла воду на коромысле, а впереди блестел Крест». Дело происходило на Украине, средняя широта которой 49°, в последних числах июня, около 21—23 ч по среднему солнечному времени. Разберитесь в точности описания.
Ответ
В июне Солнце проходит по созвездию Близнецов и этого созвездия не видно на ночном небе. Созвездия Крест на северном небесном полушарии нет. Может быть, автор называет так созвездие Лебедя? Созвездие Девы, одно из экваториальных, вообще на Украине не может быть в зените. Кроме того, в указанное время оно уже заходит и совсем близко к горизонту.

«Комета была недалеко от Солнца, поэтому наблюдать ее можно было только перед самым восходом в лучах утренней зари… Около четырех часов утра Шезо увидел шесть ярких хвостов кометы, голова кометы была еще глубоко под горизонтом. Над хвостами светилось небольшое созвездие Дельфина, выше его и правее ярко сверкал Альтаир (главная звезда в созвездии Орла)». Это происходило в Лозанне (46° с. ш.). В каком месяце и какого числа?
Ответ
Примерно 10 марта (фактически 8 марта).

«…На берегу ручья она разобьет сад и вспашет его весною, но не тогда, когда Плеяды зовут пахаря, как говорят старики, а в надлежащий день, указанный в календаре». Здесь речь идет о провинции Наталь в Южной Африке (около 28° ю. ш.). Видны ли в этих местах весной Плеяды?
Ответ
Весна в южном полушарии бывает в сентябре— ноябре. Плеяды, находящиеся в созвездии Тельца, в эти месяцы видны до 66° ю. ш.

«Поздней ночью, когда на деревне погаснут огни, когда в небе уже высоко блещет бриллиантовое семизвездие Стожар, еще раз прибежал я в сад»,— пишет И. А. Бунин. А в учебнике по астрономии Б. А. Воронцова-Вельяминова говорится: «Невооруженным глазом в этом скоплении (Плеядах, или Стожарах) видно шесть звезд». Сколько же звезд видно в Плеядах невооруженным глазом?
Ответ
В Плеядах невооруженным глазом можно различить от 6 до 9 наиболее ярких звезд. Интересно, что в греческой мифологии Плеяды — это семь сестер, вознесенных на небо вместе с их родителями, т. е. греки насчитывали в Плеядах 9 видимых звезд, которым и дали собственные имена.

«Где-то глубоко в пучине отражалось звездное небо. Ярче всех сверкало золотое мотовило Ориона, и Ян подумал, что, может быть, и защитники Мадрида… смотрят сегодня ночью на это созвездие». Видно ли созвездие Ориона в Мадриде?
Ответ
Это созвездие экваториальное и видно повсеместно (но не в летние месяцы).

В греческом мифе о гибели Фаэтона есть такое описание звездного неба:
«Вот человек задыхается в кольцах огромного Змея.
Вот ядовитая Гидра оскалом зубов угрожает
Единорогу; здесь псы Ориона готовы вцепиться
В горло Тельцу, там два Льва притаились
вблизи от Жирафа,
Между Медведиц крылатый Дракон завивается в петли».
Средняя широта Греции 38°. В каком месяце можно увидеть на небе все перечисленные здесь созвездия, если наблюдать около 20 ч по среднему солнечному времени?
Ответ
В конце апреля.

В пятой песне «Одиссеи» есть такое место:
«Сидя на корме и могучей рукою Руль обращая, он бодрствовал; сон на его
не спускался
Очи, и их не сводил он с Плеяд, с нисходящего поздно
В море Воота, с Медведицы, в людях еще
Колесницы
Имя носящей и близ Ориона свершающей
вечно
Круг свой, себя никогда не купая в водах
океана
С нею богиня богинь повелела ему неусыпно
Путь соглашать свой, ее оставляя по левую руку».
Под именем Воота (Волопаса) греки обычно подразумевали звезду Арктур. В каком направлении и в какое время года Одиссей путешествовал около 3000 лет тому назад по Средиземному морю?
Ответ
Одиссей плыл на восток. Для точного определения времени года данных недостаточно.

В XXIII руне финской народной эпопеи «Калевала» есть такие строки:
«Коль петух кричать не будет.
Не зовет хозяев птица,
Петухом пусть служит месяц.
По Медведице знай время!
……..
Коль Медведица так прямо
Головою к югу станет,
А хвостом своим на север —
Значит, время подниматься…»
Средняя широта Финляндии 65°. Найдите сезон года, о котором здесь говорится, и часы подъема людей по среднему солнечному времени.
Ответ
Сентябрь, 4—5 часов утра.

Кто из двух авторов более прав в оценке августовского неба:
«Окно было открыто. Над темной грядой каштанов парка Со (в Париже) сверкали яркие августовские звезды. «Начало августа,— подумал Жолио,— в это время звезды в северном полушарии особенно красивы».
«На ночь Варя постелила себе постель за палаткой на сухой, выгоревшей траве… мелкие августовские звезды мерцали над головой, ущербный косячок луны, похожей на ломоть арбуза, серебрил выбеленную солнцем и многими дождями парусину палатки».
Ответ
Правы оба. Августовское небо под Москвой небогато звездами, так как ночи еще довольно светлы. Париж южнее Москвы, небо ночью над ним темнее, и на нем видно больше звезд. Но и в Москве, и в Париже небо наиболее богато яркими звездами зимой.

«Нос судна был направлен на планету, мерцавшую около созвездия Скорпиона. Когда эта планета скроется за горизонтом, я буду ориентироваться на Южный Крест, оставляя его слева по борту». Дело происходило примерно на 13° ю. ш. В каком направлении плыло судно?
Ответ
На запад.

«Игизъяр, воскресенье, 1 октября 1944 г. Сегодня утром, когда я проснулся в Актале, в лагере царила тишина. Было еще темно, сияли звезды и… Орион находился в зените». Широта (северная) Игизъяра 38°40′. Может ли там Орион быть в зените?
Ответ
Нет. Это экваториальное созвездие.

Участник похода Александра Македонского в Индию (326 г. до н. э.) писал: «Рис разводится в Индии на грядках, затопляемых водою… созревает он ко времени, когда заходят Плеяды». Когда созревал рис в Индии?
Ответ
В современную эпоху Плеяды заходят в апреле. 2290 лет тому назад это было примерно на месяц позже, т. е. в мае.

Почему в наше время обычно знают и умеют находить только созвездия Большой и Малой Медведиц, а в древние времена люди знали и умели находить еще и другие созвездия, в особенности созвездия Зодиака?
Ответ
Потому что в древности люди не располагали ни часами, ни компасами, ни календарями, и знание положений светил в ночное время и в течение всего года им было жизненно необходимо.

Какое созвездие, находящееся на небесном экваторе, разрезается на две неравные части другим созвездием?
Ответ
Созвездие Змеи разделяется на две части созвездием Змееносца.

Какое из 88 созвездий самое большое? Самое малое? Самое длинное?
Ответ
Созвездие Большой Медведицы, Малый Конь, Гидра.

Отдельные звёзды

«Все звезды, видимые простым глазом, и многие из телескопических давно уже сосчитаны, зарегистрированы и занесены на карты» — говорится в курсе общей астрономии И. Ф. Полака. Почему же в таком случае число звезд, видимых невооруженным глазом, никогда не указывается точно, а только приблизительно?
Ответ
Потому что острота зрения у различных людей неодинакова.

«Ярче нулевой величины на небе всего две звезды: Сириус в северном полушарии и Канопус в южном. Эти звезды самые яркие на небосводе. Ярче 1-й величины насчитывается 10 звезд». Все ли верно в этом высказывании?
Ответ
И Сириус, и Канопус находятся в южном полушарии небосвода. Ярче 1-й величины 15 звезд.

«Прямо над головой, в зените, голубым светом искрилась Полярная звезда, а под ней широким ковшом раскинулась Большая Медведица». Верно ли указано положение Полярной звезды для Читы (52° с. т.)?
Ответ
Нет. В окрестностях Читы Полярная звезда не может быть в зените, кроме того, она не голубая, а желтая.

«Голубовато белела Полярная звезда… Лира безошибочно определялась по прямому правдивому взгляду Веги, чуть окрашенному умеренной голубизной». Верно ли указаны цвета звезд?
Ответ
Полярная звезда желтого цвета.

«Одну летнюю ночь птенцы просидели под окном, тесно сбившись плечом к плечу и глядя, как величественно занимается в небе желтая звезда Арктур». Все ли верно в этом отрывке?
Ответ
Арктур действительно виден в летнюю пору, но он не желтый, а оранжевый.

Героиня рассказа О’Генри «Комната на чердаке» каждую ночь наблюдала в потолочное окно своей комнаты, похожей на колодец угольной шахты, звезду, которая напоминала ей бриллиантовую булавку. Ей разъяснили, что эта звезда — гамма Кассиопеи и относится она к звездам 2-й величины. Это происходило в Нью-Йорке (40° 40′ с. ш.). Склонение Кассиопеи +60°. Возможно ли наблюдать эту звезду в Нью-Йорке через потолочное окно? Верно ли указана её звездная величина?
Ответ
Гамма Кассиопеи в зените в Нью-Йорке не бывает, но если потолочное окно достаточно широкое, то в него ее можно увидеть. Эта звезда переменная с изменением блеска от +1m,6 до +3m,0.

«Наступила ночь… В зените черного купола над нами сияла голубая Бега; с запада как совиный глаз горел золотой Арктур. Звездная пыль Млечного Пути светилась раскаленным серебром. Вон там, низко над горизонтом, светит красный Антарес и правее едва обозначается тусклый Стрелец». Установите приблизительную широту места наблюдения и время наблюдения. В каком направлении смотрел автор во время наблюдения? Все ли им верно описано?
Ответ
Так как склонение Веги +38°41′, то широта места ≈40° (северная). Если наблюдения производились в 21—22 ч, то это было в августе, и наблюдатель смотрел на западную и юго-западную стороны небосвода. Вега — белая, Арктур — оранжевая звезда.

«Если бы мы с самого начала вспомнили о декорации, то обязательно перенесли бы действие на Марс или гамму Альдебарана». Найдите допущенную здесь обмолвку.
Ответ
Альдебаран не созвездие, в котором могла бы быть звезда гамма, а отдельная звезда (α Тельца).

Вот спор двух путешественников на вершине Денежкиного камня (Урал, вечер, начало сентября):
«Яркая точка, мигая, повисла в темноте.
— Это Сириус восходит.
— Какой же Сириус! Он на западе!»

Могла ли эта яркая точка быть Сириусом?
Ответ
Широта Денежкиного камня (северная) 60°30′, максимальная высота Сириуса над горизонтом в тех местах около 13°. Значит, он светит там неярко и, самое главное, на этой широте в начале сентября Сириус восходит около 4 ч утра.

«У меня был превосходный ориентир: звезда Сириус, перемещаясь по небу с востока на запад, пересекала цепь островов (Фиджи) как раз посередине. Я намеревался плыть на юг до тех пор, пока Сириус не окажется у меня прямо над головой, а затем на запад, пока не увижу землю». Правильно ли решение путешественника?
Ответ
Да, так как склонение Сириуса равно —16°39′, а о-ва Фиджи расположены между —15°40′ и —21°00′ ю. ш. Идя примерно по 16-й или даже 17-й параллели ю. ш., нельзя их миновать.

«Осень стояла у дверей, Арктур взошел, уже подули зябкие северные ветры, и море помрачнело». Здесь говорится о юго-западном береге Крыма. Удачно ли автор связал наступление осени в Крыму, т. е. октябрь — ноябрь, с появлением Арктура?
Ответ
Нет, так как Арктур в Крыму бывает виден и в весенние и в летние месяцы.

«…Антенна телевизора была направлена на альфу Центавра — ближайшую к нашей планете звезду». Дело происходило, по-видимому, в Нью-Йорке (40° 40′ с. ш.). Можно ли оттуда «нацелиться» на альфу Центавра?
Ответ
Нет, крайний северный предел для α Центавра 29°35′ с. ш., севернее этой широты она уже не видна.

Обычно считают, что Полярная звезда находится чрезвычайно близко к северному Полюсу мира. Сколько, однако, можно было бы разместить лунных дисков между Полярной звездой и Полюсом мира?
Ответ
Около 2,5.

Эклиптика и зодиак

Сохраняет ли эклиптика, подобно небесному экватору, постоянное положение на небесной сфере во время ее суточного обращения или нет? Почему?
Ответ
Нет, так как она не параллельна небесному экватору.

В какое время года Солнце быстрее движется по эклиптике? Почему?
Ответ
В зимнее, потому что в это время Земля находится на кратчайшем расстоянии от Солнца.

Все ли созвездия Зодиака можно наблюдать на земных полюсах?
Ответ
Нет. На Северном полюсе Земли нельзя наблюдать созвездий Зодиака, расположенных на южном полушарии небесной сферы (Водолей, Козерог, Стрелец, Скорпион, Весы, частично Дева и Рыбы), а на Южном полюсе — созвездий, расположенных на северном полушарии небесной сферы (Лев, Рак, Близнецы, Телец, Овен, частично Дева и Рыбы).

Когда созвездия Зодиака более заметны на небе наших средних северных широт — летом или зимой? Почему?
Ответ
Зимой, потому что зимой они высоко поднимаются над горизонтом.

В каких широтных пределах созвездия Зодиака могут находиться в зените?
Ответ
Между + 34°05′ и — 43°06′ (крайние звезды Близнецов и Скорпиона).

«Наступила зима; Солнце, покинув созвездие Стрельца, приближалось уже к созвездию Козерога». О каких месяцах года идет здесь речь?
Ответ
Речь идет о конце декабря и середине января. Однако, покинув созвездие Стрельца, Солнце немедленно вступает в созвездие Козерога, так как между созвездиями нет промежутков.

Иногда знаки Зодиака ставят вместо цифр на циферблатах часов. Какой знак Зодиака ставят вместо числа 12 и почему?
Ответ
Знак Овна, так как этим знаком отмечается начало звездных суток.

Какое из созвездий Зодиака Солнце проходит за самое короткое время? За самое продолжительное?
Ответ
Созвездие Скорпиона; созвездие Рыб.

Нулевой круг склонения, или равноденственный колюр, от которого отсчитываются прямые восхождения светил, проходит через оба Полюса мира и точку весеннего равноденствия. С помощью карты северного небесного полушария определите приблизительно направление этого круга (вернее, полукруга).
Ответ
Равноденственный колюр проходит примерно через Полярную звезду, β Кассиопеи и в непосредственной близости от α Андромеды и γ Пегаса.
«…Октябрь прошел, и в черном воздухе блестели мои родные звезды, холодные сверкающие звезды созвездия Стрельца», — пишет один итальянский писатель. Видно ли в это время в Италии созвездие Стрельца?
Ответ
Нет. Солнце в ноябре проходит недалеко от Стрельца, и этого созвездия не видно. Вероятно, автор под именем Стрельца разумеет какое-то другое созвездие.

Можно сказать, что Солнце из года в год совершает один и тот же путь по небесной сфере. Почему же его склонения на одну и ту же дату разных годов, приводимые в астрономических календарях, отличаются друг от друга?
Ответ
В основном потому, что фактические, природные годы не состоят из целого числа суток.

Движение Земли вокруг Солнца. Климатические пояса

Одинакова ли продолжительность одних и тех же времен года на северном и южном полушариях Земли? (Рассмотрите невисокосный год.)
Ответ

Весна Лето Осень Зима
На северном полушарии 93 93 90 89 сут.
На южном полушарии 90 89 93 93 сут.

 

Почему в астрономических календарях длительность времен года выражается не только в целых сутках, но и в долях суток?
Ответ
Потому что их отсчитывают от моментов равноденствий и солнцестояний, а эти моменты наступают в разные часы суток.

Компенсируется ли чем-нибудь меньшая продолжительность теплых сезонов года па южном полушарии Земли?
Ответ
Да, более близким расстоянием Земли от Солнца. Однако воздействие холодной Антарктиды на температуру воды и воздуха на южном полушарии гораздо существеннее.

«Одна из маленьких планет в этой системе — Земля, несовершенная уже потому, что вертится вокруг своей оси наклонно, а не прямо и потому не получает от Солнца необходимой теплоты! Неизведанные, неизмеримые пространства полюсов недоступны людям. А было время, когда на Северном полюсе, согретом отвесными лучами Солнца, была такая роскошная растительность, какая встречается теперь только у экватора. Это было тогда, когда Земля вращалась вокруг оси вертикально, когда не было времен года и день равнялся ночи. Землю населяли те страшные по виду, по кроткие духом огромные животные, кости которых теперь находят в пластах каменного угля». Это было написано до того, как люди побывали на полюсах. Сделав на это скидку, найдите все неточности и противоречия, какие имеются в этом высказывании.
Ответ
1) Как бы ни вращалась вокруг любой оси Земля, количество энергии, падающее на нее с Солнца, от этого не изменилось бы. 2) Если бы ось Земли была перпендикулярна к плоскости ее орбиты, то Солнце не освещало бы Северный полюс отвесными лучами, они скользили бы по нему параллельно плоскости горизонта и согревали бы полюс даже слабее, чем согревают его сейчас в летнее время. 3) Хотя при таком расположении земной оси на Земле и не было бы времен года, однако климатические зоны сохранились бы, правда, не в теперешних своих границах.

«По астрономическому положению Земля не очень выгодная планета. Ось ее вращения наклонена к плоскости эклиптики под углом в 23°,5, обусловливая резкую разницу в климатах… если, например, ось вращения планеты перпендикулярна к плоскости ее движения вокруг звезды — одно и то же время года будет царствовать везде». Найдите в этом отрывке неточности.
Ответ
1) Ось вращения Земли наклонена к плоскости ее орбиты под углом в 66°, 6. 2) При перпендикулярности оси Земли к плоскости ее орбиты времен года не было бы, но разница в климатах различных мест на Земле сохранилась бы, так что никоим образом нельзя говорить о каком-то едином времени года для всего земного шара.

«Какие же удивительные подвиги может совершить человек теперь, а тем более в будущем? Изменит ли он наклон земной оси. чтобы по всей планете установить праздник вечной весны?» Можно ли при каком-либо постоянном наклоне земной оси к плоскости ее орбиты добиться на всей поверхности земного шара «вечной весны»?
Ответ
Нет, так как при любом наклоне земной оси одни места Земли будут нагреваться сильнее, другие слабее. Чтобы все места на Земле нагревались Солнцем одинаково, нужно было бы заставить ее вращаться вокруг двух взаимно перпендикулярных осей, и с достаточной быстротой.

«Ночь казалась бесконечно длинной. Наконец, наступил рассвет… Солнце всходило на западе». Здесь рассказывается о переходе карфагенян через экватор с северного полушария в южное. Найдите допущенную автором ошибку. Почему ночи на экваторе европейцам кажутся очень длинными?
Ответ
1) На южном полушарии Земли, так же как и на северном, Солнце восходит на востоке и заходит на западе. 2) Потому что ночи там круглый год продолжаются по 12 ч, а европейцы привыкли к более коротким ночам в жаркое время года.

«В полдень оно (Солнце) стоит почти в зените… в обед светит даже немножко с севера — мы ведь уже в южном полушарии. Но восходит оно все разно на востоке и заходит на западе». Что здесь верно и что неверно? В каком месяце года это происходило?
Ответ
Солнце отклоняется к северу не «в обед», а тогда, когда оно ближе всего к зениту, т. е. по часам автора в полдень. Так как здесь речь идет о переходе через тропик Рака, а Солнце на этом тропике и несколько к югу от него бывает в зените в дни летних солнцестояний, то дело происходило в середине — конце июня или в начале июля.

«В 11° (ю. ш.) Солнце осталось уже над нашей головой и не пошло к югу. Один из рулевых с недоумением донес об этом штурману». Это произошло в прошлом столетии, в первой половине февраля по старому стилю. «Паллада» уже некоторое время находилась в южном полушарии. Почему же особенности движения Солнца на этом полушарии не сразу были замечены? (Для ответа на вопрос используйте школьный астрономический календарь.)
Ответ
В прошлом столетии старый стиль отставал от нового на 12 сут, следовательно, первая половина февраля соответствует примерно двадцатым числам его по новому стилю Склонение Солнца в эти дни составляет примерно 11° и в дальнейшем доходит до нуля. Следовательно, на 11° ю. ш. Солнце в последних числах февраля в полдень должно стоять в зените или очень близко от него. А до этих дней склонение Солнца менялось от —17° до —12°, и в полдень оно несколько отклонялось к югу.

Как узнать с помощью компаса, что мы находимся в южном полушарии Земли?
Ответ
На южном полушарии в полдень стрелка компаса будет указывать на Солнце своим северным полюсом.
«Солнце нам очень пригодится. Кстати, смотрите, сейчас ровно полдень, и оно у нас прямо над головой.
— На экваторе всегда так,— пробормотал я… — об этом написано во всех учебниках географии». Что здесь неверно сказано?

Ответ
На экваторе Солнце бывает прямо над головой только в дни равноденствий. Кроме того, сомнительно, чтобы полдень на часах, идущих по гражданскому времени, совпал с истинным солнечным полднем.
«Был полдень. Солнце стояло отвесно. Над нолями висели, распластавшись, ястребы». Это происходило в начале лета в Псковской области. Вычислите максимальную высоту Солнца над горизонтом на широте Пскова (57° 48′ с. ш.).

Ответ
55°38′ ≈ 56°.
«Теплые лучи Солнца отвесно падали сверху, свежий ветерок играл волосами на открытых головах, шевелил металлические хоругви». Это было утром 19 января на Украине, средняя широта которой 49°. Найдите полуденную высоту Солнца в указанный день, приняв склонение Солнца равным —20°.

Ответ
20°57′ ≈ 21° в полдень, а утром еще меньше. Об отвесности лучей не может быть и речи.

«К полудню вы уже напрасно будете оглядываться с поисках своей тени. Солнце повисло прямо над головой, а тень скрылась под подошвами». Определите месяц действия (Дели, 28° 40′ с. ш.).
Ответ
Севернее + 23°27′ с. ш. Солнце в зените не бывает. Максимальная высота Солнца в Дели в день летнего солнцестояния бывает равна 85°. При такой высоте Солнца человек ростом в 1,6 м отбрасывает от себя тень длиной всего в 14 см, которая даже при небольшом наклоне человека вполне может спрятаться под подошвы. Итак, описываемое могло происходить с середины июня до первых чисел июля, когда склонение Солнца приблизительно равно +23°.

Задумав вычислить размеры земного шара, Эратосфен использовал слухи о том, что в дни летних солнцестояний в Сиене (теперешний Асуан) Солнце в полдень заглядывает в самые глубокие колодцы, что возможно лишь в том случае, если Солнце там в эти дни бывает в зените. А это в свою очередь возможно лишь тогда, когда данный пункт расположен между тропиками (Сиена находится возле тропика Рака). Кроме того, водители караванов уверяли Эратосфена, что, идя из Александрии в Сиену, они все время движутся точно к югу или, выражаясь современным языком, все время идут по одному и тому же меридиану. Проверьте, так ли все было на самом деле?
Ответ
Нет. Асуан расположен несколько севернее тропика Рака. Значит колодцы, о которых рассказывали Эратосфену, были довольно широки и не очень глубоки. Недостоверно и другое утверждение путешественников: Асуан лежит восточнее Александрии.
«…Весь праздник за степами собора, на улицах, под таким октябрьским солнцем, какого у нас (т. е. в Москве) не знают и в июле». Здесь идет речь о 12 октября в Сарагосе (41°35′ с. ш.). Проверьте, нет ли здесь преувеличения.

Ответ
Высота Солнца в Москве в полдень 16 июля составляет 55°58’≈56°. Высота Солнца в полдень 12 октября в Сарагосе 41°30’≈41°. Солнце в октябре в Сарагосе светит несколько слабее, чем в июле в Москве (использован Школьный астрономический календарь на 1955 г.).

«На Кавказе Солнце — два наших Солнца! — воскликнул москвич». Приняв среднюю широту Кавказа за 43°, проверьте, насколько это заявление отклоняется от действительности.
Ответ
Максимальная высота Солнца на средней широте Кавказа составляет 70°43′, а в Москве 57°58′. Отношение синусов этих углов составляет 0,9439 : 0,8477≈1,1. Итак, Солнце на Кавказе летом светит лишь в 1,1 раза сильнее, чем в Москве.

Длительность дней, ночей и сумерек на разных широтах земного шара

Принято считать, что в обычном, невисокосном году 21 марта и 23 сентября — дни весеннего и осеннего равноденствий, когда и день и ночь длятся на всем земном шаре по 12 часов. Посмотрите, однако, в отрывной календарь, например 1962 г.. и вы найдете там, что еще 19 марта длительность дня составляла 12 ч 03 мин; 20 марта — 12 ч 07 мин, а 21 марта — 12 ч 12 мин. Подобно этому 23 сентября день продолжался 12 ч 14 мин; 24 сентября 12 ч 09 мин; 25 сентября 12 ч 04 мин и только 26 сентября день продолжался 12 часов. Чем объясняется такое расхождение календаря с общепринятым мнением?
Ответ
Прежде всего тем, что никаких дней равноденствий нет, а есть так называемые эпохи равноденствий (и соответственно солнцестояний), т. е. моменты, в которые центр Солнца вступает на небесный экватор. Далее, вследствие атмосферной рефракции мы видим Солнце еще тогда, когда оно фактически находится под горизонтом (при восходе), а также и тогда, когда оно уже скрылось под горизонтом (при заходе), что удлиняет продолжительность дней примерно на 5 мин на экваторе и на 8—20 мин в средних широтах.

Часто приходится читать, что дни и ночи на земных полюсах продолжаются по полгода. Однако фактически светлое время на Северном полюсе начинается примерно 28 февраля и заканчивается 13 октября, т. е. продолжается почти 7,5 месяца. Чем это объясняется?
Ответ
Атмосферной рефракцией и весьма продолжительными сумерками.

Почему почти в любом месте северного и южного заполярных поясов сплошные дни с незаходящим Солнцем продолжаются больше времени, чем непрерывные ночи с невосходящим Солнцем?
Ответ
Вследствие атмосферной рефракции.

Теоретически на обоих полярных кругах один раз в году должен быть 24-часовой день и один раз в году 24-часовая ночь. Фактически же круглосуточный день на северном полушарии бывает на 65° 59′ с. ш., а круглосуточная ночь на 67° 07′ с. ш. (т. е. не на полярном круге). То же самое наблюдается и на южном полушарии Земли. Чем это можно объяснить?
Ответ
Атмосферной рефракцией.

«А 23 марта, в день весеннего равноденствия, Солнце (на Северном полюсе) казалось бы перерезанным горизонтом как раз пополам», — разъясняет один из героев повести Жюля Верна «Путешествие капитана Гаттераса». Так ли это?
Ответ
Нет. Если так и бывает, то еще до весеннего равноденствия, а во время весеннего равноденствия, вследствие рефракции, солнечный диск виден полностью и даже может быть приподнят над горизонтом.

«Местом ссылки Меншикова была пустыня, где земля оттаивает летом только на четверть аршина и морозы зимой доходят до 40°, весны нет, лето продолжается месяц, а ночь в течение семи месяцев тянется». Меншиков был сослан в город Березов, ныне село Березово Ханты-Мансийского национального округа (64° с. ш.). Установите длительность полярной ночи в этом селе.
Ответ
Березово расположено южнее Северного полярного круга, и там не бывает даже круглосуточных ночей.

«Солнце освещает Хибинские тундры только летом. Во тьме полярной ночи, которая продолжается много месяцев, невозможно пробраться сквозь сугробы снега». Вычислите продолжительность полярной ночи в Мончегорске (68° с. ш.), например, в 1955 г.
Ответ
В те сутки, когда начинается непрерывная ночь, в полдень высота Солнца над горизонтом равна Н = 90°— φ + δ + R + Ref г = 0°. После преобразований получаем δ = φ—90°51′ и в дальнейшем δ убывает. По этой же формуле вычисляем и конец сплошной ночи, когда 6 начинает возрастать. В Мончегорске полярная ночь начнется 10 декабря и закончится 4 января следующего года, т. е. будет продолжаться всего 25 суток.

«(18 января ст. ст.) первый свет показался над Новой Землей* в полдень заря зарумянилась… (24 января ст. ст.) солнышко-батюшко как бы с красным фонариком прошло по горам… (2 февраля ст. ст.) солнышка мы навидались. В полном лике оно над морем встало». Вычислите, на какой широте зимовали поморы. Время действия — конец XIX в. Днем восхода Солнца считать 24 января ст. ст. Склонение Солнца взять из школьного астрономического календаря на 1955 г.
Ответ
Поморы зимовали на 74°47′ с. ш. Ввиду неполной определенности даты восхода Солнца решение нельзя считать точным.
Вот отрывок из песни зимовщиков на Шпицбергене (XIX в.):
Не морозы там страшат,
Страшит темна ночка.
Там с Михайлы, с ноября
Долга ночь настанет
И до Сретения дня
Зоря не проглянет.
(Михайлов день—8/XI ст. ст.; Сретение—2/II ст. ст.) Широта Шпицбергена (мыс. Южный) — 76°29′. Разберитесь в достоверности сроков начала и конца полярной ночи, приведенных в песне.
Ответ
Судя по этой песне, от начала полярной ночи и до зимнего солнцестояния прошло 32 сут, а от зимнего солнцестояния до конца ночи — 54 сут. Такой несимметричности быть не может. Проверка по формуле дает начало ночи 2 ноября и конец 11 февраля следующего года (использован школьный астрономический календарь на 1955 г.).

«Экспедиция У. Э. Парри в 1819 г. зимовала возле острова Мелвилл, в заливе Уинтер Харбор; зимняя ночь началась 6 ноября и закончилась 7 февраля». Определите по каждой из этих дат широту места зимовки и объясните разницу в полученных широтах.
Ответ
Для начала зимовки широта 74°52′, а для конца 75°34′. Эта разница объясняется не дрейфом судна, а неодинаковостью рефракции в начале и в конце полярной ночи.

«После 31 октября (1914 г.) Солнце скрылось за горизонтом. Наступила долгая полярная ночь…» и далее: «…полярная ночь длилась 103 суток». Здесь говорится о зимовке «Таймыра». Найдите широту места зимовки. Даты указаны по новому стилю.
Ответ

Начало ночи 1 ноября, а конец 13 февраля следующего года (показалось Солнце). Первая дата дает 76°25′, а вторая — 77° 11′. Среднее значение 76°48′ (фактически 76°41′ с. ш.).

Может ли быть так, чтобы в конце полярной ночи Солнце взошло над горизонтом, затем в течение нескольких суток не показывалось, а потом снова и уже окончательно взошло? Чем это объяснялось бы, если бы так случилось?
Ответ
Это могло бы случиться, если бы в какой-то день рефракция стала очень велика, а затем вдруг резко уменьшилась.

«…Выползает из-за гор огромная, многоугольная Луна, багровая, угрюмая. Корней Степанович смотрит на эту раздавленную Луну». Где можно видеть сильно деформированные диски Солнца и Луны и чем объясняется такая деформация?
Ответ
Такие изуродованные диски Солнца и Луны можно наблюдать лишь в холодных местах на Земле, где рефракция может достигать больших величин.

Какие моменты принимаются за начало и конец восхода и захода Солнца и Луны?
Ответ
Моментом восхода Солнца и Луны считается момент, когда верхний край их дисков окажется на .математическом горизонте. Моментом захода Солнца и Луны считается момент такого же касания верхней части дисков Солнца и Луны линии математического горизонта. Заметим, что логичнее было бы считать началом восхода и захода Солнца и Луны момент вступления центров этих светил на линию математического горизонта, так как и высоты, и зенитные расстояния, и склонения находят именно для центров Солнца и Луны.

«Я просыпался с первыми же лучами Солнца. А летом оно у нас (в Финляндии) не ленилось и вставало рано: в самые длинные дни в половине третьего утра… Трудно рано улечься, если в половине десятого только садится Солнце и в 12 часов настолько светло, что можно читать». Вычислите длительность дня и приблизительную широту местности. Время указано местное среднее солнечное. Рефракцию не учитывать.
Ответ
Длительность дня 19 ч. Такие дни бывают на 61°20′ с. ш.≈61° с. ш.

Вот несколько отрывков из художественной литературы:
«Был поздний майский вечер. Белая петербургская ночь не мешала работать».
«Был конец апреля, рано светало — наступали белые ночи — и сидеть в сквере было приятно».
«Ленин приехал в Петроград в ночь на 4 апреля. Он покинул его после июльских событий (5/VII). Девяносто дней и девяносто ночей. Белых ночей. Кто, пережив их, не запомнил навек петербургские белые ночи семнадцатого года?»
Разберитесь, в каких отрывках и о каких белых ночах идет речь. Месяцы и даты везде указаны по старому стилю. Широта Ленинграда 59° 54′.
Ответ
Чтобы Солнце было незаходящим, его склонение должно равняться 90°—φ, а чтобы во время нижней кульминации оно опустилось на 7° или 18° ниже линии горизонта, надо: δ = 90°—φ—7° или δ = 90°—φ—18°. Для Ленинграда 1-е равенство дает δ = 23°06′, а 2-е δ = 12°06′. Возьмем для расчетов, например, школьный астрономический календарь на 1953 г. и получим начало и конец гражданских сумерек: 12 июня — 2 июля. Начало и конец астрономических сумерек — 22 апреля и 22 августа. Значит, в первом отрывке вернее всего говорится о гражданской белой ночи, а во втором — об астрономических белых ночах и, наконец, в третьем — и о тех и о других.

В какой из столиц северных государств белые ночи не отличаются от ленинградских?
Ответ
В столице Норвегии Осло. Широта этого города 59°55′.

Все путешественники отмечают, что в тропических странах, и особенно на экваторе, сумерки непродолжительны: после захода Солнца очень быстро наступает ночь. Чем это объясняется?
Ответ
Это объясняется большой крутизной тех дуг, по которым Солнце в этих местах движется по небесной сфере.
[Вблизи от экватора] «примерно через полчаса после захода Солнца царит уже почти полная ночь».

Проверьте это утверждение с помощью формулы cosz = sinφ sinδ +cosφ cosδ Х cos(t + τ), где τ — продолжительность сумерек, δ и t — склонение и часовой угол Солнца, угол z для гражданских сумерек равен 97°. Вычислите τ на экваторе для эпох равноденствий.
Ответ
Продолжительность гражданских сумерек 28 мин.

Как известно, на средних северных широтах с эпохи зимнего солнцестояния длительность дней начинает возрастать, а длительность ночей — убывать. Правда, увеличение дня становится заметно только в январе. Почему, однако, дни в январе больше прибывают в своей вечерней части, чем в утренней? Для ответа на вопрос используйте отрывной календарь на любой год.
Ответ
Из рассмотрения длительности дней в январе находим, что Солнце с каждым следующим днем восходит на 1 мин раньше, а заходит на 2 мин позже. Из этих лишних вечерних минут за несколько недель и образуются ощутимые промежутки времени. Такая разница в приросте первой и второй половин дня объясняется тем, что склонение Солнца ощутимо возрастает с каждым часом, поэтому Солнце после полудня описывает большую дугу на небосводе, чем до полудня.

Известно, что на средних северных широтах дни зимой бывают длиннее, чем, например, в Москве, а летом продолжительность дней в Москве больше, чем на юге. С какого же времени дни в Москве становятся продолжительнее, чем дни в южных областях?
Ответ
Дни в Москве становятся длиннее с эпохи весеннего равноденствия.

Время

Звездные сутки в противоположность истинным солнечным суткам имеют постоянную длительность. Почему же ими не пользуются в общественной жизни?
Ответ
Потому что: 1) удобнее измерять время, используя движение по небу наиболее заметного небесного тела — Солнца, а не точки весеннего равноденствия, ничем на небе не отмеченной; 2) при пользовании звездным временем за год получилось бы 366 звездных суток при 365 вполне заметных днях; 3) звездные сутки начинаются, по крайней мере в данное время, в разные часы дней и ночей; 4) при пользовании какими бы то ни было солнечными сутками мы в какой-то степени можем ориентироваться во времени по положению Солнца на небе, а при пользовании звездными сутками такая ориентация была бы довольно затруднительна и совсем невозможна для лиц, плохо знакомых с астрономией.

21 марта центр Солнца проходит через меридиан почти одновременно с точкой весеннего равноденствия, а в дальнейшем эти две точки расходятся на небесной сфере. Почему? Какая из этих точек движется быстрее? (Имеется в виду суточное движение.)
Ответ
Они расходятся, потому что: 1) точка весеннего равноденствия в основном совершает только суточное движение, а Солнце, кроме суточного, имеет еще и собственное движение; 2) точка весеннего равноденствия находится на экваторе, а Солнце — на эклиптике. Солнце за сутки проходит путь меньший, чем точка весеннего равноденствия, следовательно, оно движется медленнее примерно на 1° в сут.

Почему сейчас в обыденной жизни не пользуются истинным солнечным временем?
Ответ
Потому что длительность истинных солнечных суток в течение года непрерывно меняется, чего не могли заметить в древности. Было бы очень трудно изготовить часы, идущие в точности по истинному солнечному времени, и, кроме того, интересы науки и техники требуют установления постоянных, а не переменных единиц времени (в данном случае суток).

Когда в году бывают самые длинные и самые короткие истинные солнечные сутки? Какова разница между теми и другими?
Ответ
Самые длинные истинные солнечные сутки бывают около 23 декабря — 24 ч 04 мин 27 сек, а самые короткие — около 16 сентября — 24 ч 03 мин 36 сек. Разница между ними составляет около 51 звездных секунд.

В некоторых городах в истинный солнечный полдень зажигательное стекло, приделанное к пушке, поджигает порох, и раздается выстрел, сигнализирующий о наступлении полудня. Допуская, что пушка стреляет в тот самый момент, когда Солнце вступает своим центром на местный меридиан, скажите, всегда ли этот выстрел делит день от восхода и до захода Солнца на две равные части?
Ответ
Нет, так как пути Солнца от восхода до полудня и от полудня до захода чаще всего бывают неравны вследствие собственного суточного движения Солнца.

Один учащийся недоумевал: «Как это понять? С одной стороны, нам известно, что истинные солнечные сутки по своей длительности лишь незначительно отличаются от средних солнечных, а, с другой стороны, уравнение времени в ноябре достигает 16′, т. е. более четверти часа». Разъясните недоумение ученика.
Ответ
Уравнение времени не дает разницы в длительности между истинными и средними солнечными сутками, оно показывает разницу в моментах верхних кульминации действительного и фиктивного среднего Солнца.

Почему в южных областях северного полушария солнечные часы и гномоны имели довольно широкое распространение, а в более северных местах они сооружались крайнередко?
Ответ
Потому что на юге бывает больше солнечных дней, чем на севере, и потому что на юге при более сильном солнечном освещении предметы отбрасывают более четкие тени.

В каких местах земного шара солнечные часы имели бы самое простое устройство?
Ответ
На земных полюсах.

Обычно считается, что на всем протяжении какого-либо меридиана, от полюса и до полюса, один и тот же час суток и что при движении по меридиану нет надобности в перестановке стрелки часов. Ответьте, так ли это на самом деле?
Ответ
Нет. Довольно часто один и тот же меридиан проходит по разным часовым поясам. Однако местное звездное и местное среднее солнечное время на всем протяжении одного какого-либо меридиана одинаковы.

«Когда в Англии уже вторник и час ночи, то в Нью-Йорке еще понедельник и 8 часов вечера». Проверьте по карте часовых поясов верно ли это.
Ответ
Верно.

Обычно считают, что когда в Европе день, то в Северной Америке ночь и наоборот. Но вот высказывание одного индуса: «Люди ученые говорят, что когда в Америке день, здесь (в Калькутте) ночь, а когда в Америке ночь, здесь, на востоке, занимается заря». Возьмите, например, для расчетов Москву, Нью-Йорк и Калькутту и разберитесь, кто более прав — европейцы или индусы.
Ответ
Когда в Москве полночь, в Нью-Йорке 17 ч. Когда в Калькутте полночь, в Нью-Йорке 13 ч. Следовательно, более правы индусы (время взято поясное).

Считая, что время для телефонных разговоров начинается в 8 ч и заканчивается в 23 ч поясного времени за границей и декретного времени у нас, найдите часы суток, удобные для телефонных переговоров между Лондоном и Нью-Йорком по лондонскому поясному времени; между Москвой и Владивостоком по московскому декретному времени.
Ответ
С 13 по 23 ч включительно по лондонскому поясному времени. С 8 по 16 ч включительно по московскому декретному времени.

С 1950 г. введено так называемое эфемеридное время. Что оно собой представляет?
Ответ
Эфемеридное время — равномерно текущее время, вычисляемое на основании наблюдений над движениями небесных светил, а в особенности Луны. Введено оно для избавления от неравномерности хода мирового времени, связанного с вращением Земли.

Как известно, на практике встречается 5 различных времен: звездное, истинное солнечное, среднее солнечное, поясное и декретное (летнее в некоторых странах за рубежом). Сколько же надо составить формул для перехода от одного какого-либо из этих времен к любому другому?
Ответ
20 формул.

Иногда говорят о всемирном времени. К какому роду времени оно относится?
Ответ
Всемирное время может быть только среднее солнечное и среднее звездное. Эфемеридное время тоже может считаться всемирным.

Линия изменения дат

Кто впервые в истории человечества столкнулся с изменением дат во время кругосветного путешествия?
Ответ
Спутники Магеллана.

Филеас Фогг — герой романа Жюля Верна «Вокруг света в 80 дней» выгадал один день во время кругосветного путешествия. В каком направлении он объехал земной шар?
Ответ
С запада на восток.

Вот несколько указаний, касающихся перемены дат при переезде через демаркационную линию. Разберитесь в этих указаниях, приняв первое из них за основу.
1) «Корабль, направляющийся к востоку, с полуночи, следующей за переходом через линию изменения даты, повторяет свою дату, например после 5 числа считает опять 5. Корабль, направляющийся к западу, в полночь, следующую за переходом через линию изменения даты, пропускает очередное число, например после 4 считает не 5, а 6 число».
2) «На корабле или самолете, пересекающем линию изменения дат, двигаясь с запада на восток, в счете календарных дат возвращаются на один день назад; например, подойдя к линии изменения дат в 10 ч 2 мая, после ее пересечения считают 10 ч 1 мая. При движении с востока на запад к календарной дате прибавляют один день, так что, подойдя к линии изменения дат с востока в 10 ч 2 мая, считают 10 ч 3 мая».
3) «Пользуясь поясным временем при путешествии с востока на запад, стрелку часов в момент пересечения границы часового пояса нужно перевести на час вперед. Но тогда, объехав земной шар, вы вычли бы из времени пути целые сутки, а при прохождении в обратном направлении — прибавили».
4) «Корабль, пересекающий линию изменения дат с запада на восток, считает один и тот же день два раза, например, если он пересек эту линию 1 января, то следующий день тоже будет 1 января. Наоборот, при переходе в обратном направлении один день выбрасывается из счета и следующий день будет 3 января».
5) «Что же делают теперь мореплаватели, когда проезжают линию даты? Чтобы не сбиваться в счете дней, моряки должны пропускать один день недели, если идут с востока на запад; когда же пересекают линию даты с запада на восток то считают один и тот же день недели дважды»
Почему почти во всех этих указаниях говорится о моряках и летчиках?
Ответ
Второе указание может оказаться полезным только при пересечении демаркационной линии в местах оживленного судоходства, а сверх того, оно вносит путаницу в записях в судовом журнале. Третье указание не совсем понятно, а инструкции насчет перевода стрелки часов при пересечении границ часовых поясов неверными результаты такого перевода стрелок непоняты самим автором. Четвертое и пятое указания верны, но в них не зафиксировано время суток для перемен дат. О моряках и летчиках говорится потому, что демаркационная линия нигде не проходит по суше.

«По случаю окончания кругосветного путешествия сделайте записи в журнал, — приказал капитан штурману. — Сегодняшнее двенадцатое число считать тринадцатым, а четверг — пятницей». Приняв во внимание, что это кругосветное путешествие было совершено из Петербурга на запад, скажите, правильное ли распоряжение дал капитан.
Ответ
Да, но чересчур запоздалое.

Пароход вышел из Сан-Франциско 1 августа в 12 ч и прибыл во Владивосток тоже в 12 ч 18 августа. Сколько суток длился этот рейс?
Ответ
16 сут.

В котором часу по московскому декретному времени Новый год вступает на территорию России?
Ответ
В 14 ч.

Один ученик недоумевал: «Говорят, что Новый год начинается на демаркационной линии. Но он начинается и у нас, и в любом другом месте на Земле. Причем же здесь демаркационная линия?» Разъясните недоумение этого ученика.
Ответ
Конечно, Новый год начинается когда-либо в любом месте на Земле, но на демаркационной линии он начинается прежде, чем в других местах.

Сколько времени удерживается на Земле любая дата, например 1 января?
Ответ
Любая календарная дата удерживается на земном шаре в течение двух суток.

Узнав, что каждая дата задерживается на Земле по двое суток, один ученик запротестовал: «Позвольте, но ведь тогда все наши годы продолжались бы по два года. Значит, тут что-то не так». Что бы вы ответили этому ученику?
Ответ
В каждом месте на Земле любая календарная дата «живет» только одни сутки, а поэтому и год имеет свою обычную длительность.

Путешественник Де Лонг в 1879 г. на судне «Жаннетта» вошел в Берингов пролив и пересек демаркационную линию по направлению с востока на запад, но не учел этого и продолжал считать даты по-прежнему. Так, он записал, что 16 мая 1881 г. с корабля на горизонте был замечен неизвестный остров, который был назван островом Жаннетты. Исправьте дату открытия этого острова.
Ответ
17 мая 1881 г.

Календарь

В чем главная трудность составления любой календарной системы?
Ответ
В том, что естественные меры времени, которыми люди вынуждены пользоваться,— год, месяц и сутки — несоизмеримы между собой.

Как это получается, что юлианский календарь при большей длительности года, чем его фактическая длительность, все-таки отстает от природы? Ведь это напоминает отставание одного путника от другого при большей длине шага у отстающего? Разберитесь в этой неувязке.
Ответ
Чем больше какая-нибудь мера, тем меньшее число раз она содержится в измеряемой величине. Таким образом, при пользовании юлианским годом мы получаем меньше годов и долей года, чем при использовании тропического года. Если бы мы использовали для календаря год меньший, чем тропический, то получилось бы, наоборот, забегание вперед.

Продолжительность юлианского года 365,25 средних солнечных суток, а продолжительность тропического года 365,2421988 средних солнечных суток. Через сколько лет юлианский календарь отстанет от природы на одни сутки?
Ответ
За 128, 185≈128,2 года.

Существует ли разница в днях недели в старом и новом стиле?
Ответ
Нет. Она должна была бы образоваться, но ее постарались избежать.

Датой открытия Америки считается 12 октября 1492 г. Какая это дата по новому стилю?
Ответ
Нового стиля тогда еще не было.

Днем основания Петербурга считается 16 мая 1703 г. (ст. ст.). Когда у нас отмечалось 250-летие со дня его основания?
Ответ
27 мая 1953 г.

Сколько лет прошло от начала сотого года до нашей эры до начала сотого года нашей эры?
Ответ
199 лет.

Если некоторый простой (високосный) год начался с понедельника, то каким днем недели он закончился?
Ответ
Понедельником; вторником.

1 января некоторого года было во вторник. А какой день недели был 1 января предшествующего года? Последующего года? (Все три года простые.)
Ответ
Понедельник; среда.

Какие месяцы в простом (високосном) году начинаются с одних и тех же дней недели?
Ответ
В простом году — февраль, март, ноябрь; январь, октябрь; апрель, июль, сентябрь, декабрь. В високосном году — январь, апрель, июль; февраль, август; март, ноябрь; сентябрь, декабрь.

«Иван Владимирович Мичурин родился 28(15) октября 1855 года». Разберитесь в этих датах и сообразите, верны ли они.
Ответ
Надо было бы написать: 27 (15) октября 1855 г.

1962 год начался с понедельника. Найдите такой же точно год в ближайшем прошлом.
Ответ
1951 г.

Почему римляне присоединили добавочный день в високосном году к февралю, а не к какому-нибудь другому месяцу?
Ответ
Потому что в римском календаре февраль сначала был последним месяцем года.

Движение на Земле и над Землёй

«Главная особенность (Северного) полюса та, что это единственная точка северного полушария, остающаяся неподвижной в то время, как все остальные вращаются со страшной быстротой», — говорит один из героев повести Жюля Верна «Путешествие капитана Гаттераса». Что в этом высказывании неверно?
Ответ
Неверно то, что все точки Земли вращаются очень быстро: точки, расположенные неподалеку от полюсов, вращаются медленно.

«Отарская долина с ее строящейся МТС, с новой школой, машиной ГАЗ-69… все это неслось сейчас навстречу огненному шару (Солнцу) со скоростью в полторы тысячи километров в час. До восхода оставалось не меньше часа, и ему, значит, предстояло совершить за этот час полторы тысячи километров полета в мировом пространстве». Разберитесь, о скорости какого из движений Земли идет здесь речь.
Ответ
По-видимому, здесь речь идет о скорости вращательного движения Земли вокруг ее оси. Но для экваториальных точек поверхности Земли эта скорость мала, а для прибалхашских — велика.

В одном рассказе описывается, как однажды пассажиры летели на ТУ-114 из Омска в Москву три часа и все время в Новом году. Могло ли так быть, если расстояние от Омска до Москвы примерно 2300 км?
Ответ
Если самолет все время летел со скоростью около 767 км/ч, то он действительно летел со скоростью продвижения Нового года на запад, так как разность во времени между Москвой и Омском составляет 3 ч.

Астрономические приборы. Обсерватории

Допустим, мы рассматриваем в телескоп Солнце или Луну. В чем скажется то, что мы будем видеть их обратные изображения? В какую сторону будут двигаться эти светила в поле зрения телескопа?
Ответ
В том, что верхняя сторона их дисков окажется внизу и, наоборот, правая сторона окажется слева, левая — справа. Светила будут двигаться справа налево.

Почему в телескоп видно больше звезд, чем невооруженным глазом? Почему яркость звезд, видимых невооруженным глазом, при рассматривании их в телескоп заметно увеличивается?
Ответ
Потому что от каждой звезды на объектив телескопа попадает во много раз больше света, чем в отверстие зрачка человеческого глаза. Свет собирается в главном фокусе телескопа и в значительной своей доле попадает внутрь человеческого глаза, где и производит усиленное действие.

Почему при рассматривании в один и тот же телескоп различных планет и Луны их яркость по мере все большего и большего увеличения все более и более ослабевает?
Ответ
Потому что одно и то же количество света, падающего на объектив телескопа, распределяется по все большей и большей поверхности изображения.

Почему помещения с телескопами не отапливаются?
Ответ
Помещения с телескопами не отапливают, чтобы избежать возникновения конвекционных потоков воздуха в помещении и над ним, так как эти потоки делают изображения светил в телескопе расплывчатыми и подвижными. Кроме того, отопление помещения могло бы повлечь за собой неодинаковое расширение различных частей приборов, что в свою очередь привело бы к различным дефектам в полученных изображениях.

Дуга секстанта содержит только 60°. Как же с его помощью измеряются высоты светил, большие 60°?
Ответ
Вмонтированное в секстант зеркальце позволяет измерять углы до 120°

«Это великолепный вулканический конус Футура. В восемь часов, когда мы поравнялись с ним, я при помощи секстанта измерил расстояние до него и нашел, что оно равно 9,3 мили». Что можно сказать по поводу этого измерения?
Ответ
С помощью одного лишь секстанта невозможно производить линейные измерения. Вероятно, Д. Лондон знал еще и высоту этого конуса.

«Да и с секстантом дело идет не шибко (ночью на морозе)… и мучались и, посвечивая фонариком, всматривались в шкалу, считая градусы, минуты, секунды». Что здесь вызывает возражение?
Ответ
На шкале секстанта нет секундных делений.

На каком расстоянии от Луны она представилась бы нам в виде светящейся точки, т. е. под углом в 1′? Диаметр Луны 3473,4 км.
Ответ
На расстоянии в 11 941 549≈12 000 000 км.

На каком расстоянии Солнце представилось бы нам в виде светящейся точки? Диаметр Солнца 1 390 600 км. С каких планет Солнечной системы Солнце видно как звезда?
Ответ
На расстоянии 4 780 882 800≈4 800 000 000 км. С Плутона.

На каком расстоянии система Земля — Луна представилась бы наблюдателю в виде одного небесного тела? Конечно, при условии, что он мог бы видеть эту систему невооруженным глазом. (Радиус Земли 6378,2 км, радиус Луны 1736,7 км, среднее расстояние между Землей и Луной 384 400 км.) С каких планет солнечной системы Земля — Луна рассматривалась бы как одно тело?
Ответ
На расстоянии 1 349 466 226≈1 350 000 000 км. С Сатурна и еще более удаленных планет.

Почему в настоящее время большинство обсерваторий устраивают на горах?
Ответ
Для ослабления различных атмосферных помех и запыленности воздуха.
Как астрономы прошлых столетий добивались сравнительно большой точности при градусных измерениях?
Ответ
Они пользовались очень большими угломерными инструментами.
Каменная стена-секстант средневекового астронома Улугбека имела радиус около 40 м. Каков был размер деления в 1′ на этом секстанте?
Ответ
Около 1,2 см.
Почему моряки и путешественники XVI—XVIII вв. делали большие ошибки при определении долгот?
Ответ
Потому что у них не было достаточно точных часов.

Когда и кому первому удалось изготовить точный хронометр?
Ответ
В 60-х годах XVIII в. английский часовщик Гаррисон изготовил хронометр, который за полтора года накопил ошибку во времени всего в 1,5 мин.

Луна и Земля. Фазы Луны

«Вряд ли можно было бы назвать ночью эту высветленную пожарами ночь, если бы не народился месяц над песчаной косой на самом пороге утра». Найдите допущенную здесь неточность.
Ответ
Это был не молодой, а старый месяц, так как месяц «нарождается» не утром, а вечером.

«На западе давно погас закат, а на востоке поднялся прозрачный серп месяца». Что здесь неверно подмечено автором?
Ответ
Время указано вечернее, и в это время мог появиться только молодой месяц, а он появляется не на востоке, а на юго-западе.

«По горизонту мутно-розовое от огней небо над заводом зазеленело, а в зените, в свежей черной глубине, неподвижно висел янтарный ломтик луны». Найдите неточности в этой картине. В какой фазе была в этот вечер Луна?
Ответ
В России Луна в зените нигде не бывает. Так как Луна сравнивается с «ломтиком», то, вероятно, она была в первой четверти, и, кроме того, Луна в этой четверти как раз вечером бывает в верхней кульминации.

«Ледяное красное солнце садилось где-то в снежной степи, далеко за городом, а высоко над головою белел детский ноготок новорожденного месяца». Дело происходило в январе в Одессе. Реальна ли описанная здесь картина?
Ответ
Поскольку месяц называется «новорожденным», то он не мог так далеко, почти на 90°, отстоять от Солнца.

«К полуночи выплыл месяц. Яркий, будто никелированный, опустив книзу остроотточенное жало кривого ножа, он катился и в то же время оставался на месте в дымчато-белых облаках». Найдите неточности в приведенном отрывке.
Ответ
Если месяц был похож на лезвие кривого ножа, то это был либо молодой, либо старый месяц. Однако и тот и другой появляются на небе либо до полуночи, либо позже.

«Были ранние осенние сумерки. Дерево против Андрея и Саши, более темное, чем небо, как бы врезалось в эту размытую синеву. И, повернув рожки к дереву, повис над ними неяркий прозрачный полумесяц». Разберитесь в этом описании. В какой фазе была Луна?
Ответ
Если Луна была в первой четверти (автор говорит о полумесяце), то никаких рожков у нее не было. Если же это был молодой месяц, то описание становится вполне реальным.

«Еще месяц назад садилось Солнце, а в небе обрывком белого облака уже высоко стояла Луна, постепенно разгораясь и желтея». Могло ли так быть?
Ответ
Да. Если Луна в первой четверти, то она бывает высоко на небе еще ранним вечером.

«Рано, еще по-зимнему, темнеет небо. На севере, отражаясь в водах залива, светит странный, перевернутый месяц». Где могла наблюдаться такая картина?
Ответ
Так как месяц был перевернут и, кроме того, еще находился на севере, то такая картина могла наблюдаться только в южном полушарии Земли.

«Был сильный мороз. На западе, на сумрачном небе, все еще горели последние красные отблески заката, а над ними из-за выпуклого края Земли поднималась огромная Луна». Дело происходило в Англии. Найдите ошибки в описании.
Ответ
«Огромная» Луна, т. е. Луна в фазе полнолуния, восходит не на западе, а на востоке. Находясь на Земле, мы нигде не замечаем ее выпуклости.

«Понемногу сон одолел Хмельницкого. Уже засыпая, он увидел на западе зарево и подымал: «Луна всходит…» Луна была прозрачная, синеватая, как круглая льдинка». Найдите обмолвку автора.
Ответ
Здесь Луна также описана в фазе полнолуния («круглая льдинка»). Такая Луна восходит на востоке.

«Скоро рассвет… (аптекарша) видит, как мало-помалу белеет восточный край неба, как потом он багровеет, словно от большого пожара. Неожиданно из-за отдаленного кустарника выползает большая широколикая луна. Она красна». Все ли здесь верно?
Ответ
«Большая, широколицая» Луна, т. е. Луна в фазе полнолуния или близкой к нему, восходит не под утро, а вечером или ночью.

«К островам Баллени подошли уже к вечеру когда смеркалось… С юга надвигались густая туча, а выше, на узкой полосе чистого неба, светила полная Луна. Я даже удивился: откуда она здесь взялась? Мы так долго не видели ее, что даже забыли о ее существовании, а тут вдруг она явилась круглая, румяная, добродушная». Это происходило 27 марта 1956 г. на 66°05′ ю. ш. Нет ли в приведенном отрывке каких-либо несообразностей?
Ответ
Это происходило примерно в эпоху весеннего равноденствия. Солнце заходило почти точно на западе, а значит. Луна восходила на востоке. На южной стороне неба Луна на умеренных широтах южного полушария не бывает. Это возможно только за полярным кругом.

«В семь часов вечера, когда затонувшее Солнце еще золотило горизонт и полная луна плыла высоко над головой… в причудливом свете заката, в смешении ярких красок света и тьмы мы увидели великолепный Стромболи». Все ли здесь верно?
Ответ
Вопреки утверждению автора, Луна еще не была в фазе полнолуния, иначе она не могла бы находиться высоко над головой вскоре после захода Солнца.

«К тому времени, когда низко спустившееся Солнце встретилось в небе с Луною, похожей на круглое облачко, пристали к Инылькуну, самому большому из трех островов Серых Гусей». Могло ли быть так, как описывает автор?
Ответ
Если Луна была в фазе полнолуния («круглое облачко»), то она должна была отстоять от Солнца примерно на 180°, и, следовательно, о встрече этих светил не могло быть и речи; можно говорить только об одновременном пребывании их на небосводе.

Сколько времени можно видеть круглую, неущербленную Луну?
Ответ
Столько же времени, сколько длится и полное солнечное затмение («новолуние»), т. е. от одного мгновения до 7,5 мин.

В поэме «Песнь о Гайавате» есть такое место:
«И Покомис до заката
Просидела на прибрежье,
Вот и месяц, солнце ночи,
Встал над тихою водою,
Вот и чайки с шумным криком,
Кончив пир свей, поднялися
И сквозь зарево заката
Долго их мелькали крылья».
Сообразите, в какой фазе была Луна. В какую сторону был обращен берег? В какую сторону улетели чайки?
Ответ
Луна была либо в фазе полнолуния, либо уже несколько на ущербе. Берег был обращен на восток. Чайки улетели на запад.

Там же есть и такая картина:
«В гневе солнце заходило,
Пролагая путь багряный,
Зажигая тучи в небе,
Как вожди сжигают степи,
Отступая пред врагами;
А Луна — ночное солнце —
Вдруг восстала из засады
И направилась в погоню
По следам его кровавым
В ярком зареве пожара».
Разберитесь, в какой фазе была Луна?
Ответ
«Вечер был тих; в неподвижном воздухе еще висела пыль. Тусклая ущербная Луна стояла в мглистом, отливающем серебром небе». Могло ли так быть?

Ответ
Ущербная Луна заходит до наступления вечера. Вернее всего, это была Луна после первой четверти.
«Мы покидали избушку задолго до рассвета. Влажная ночь дышала над землей… В небе мерцали звезды, ущербленный месяц, багряный и тусклый, склонялся к горизонту», — говорится в одном рассказе. Разберитесь в этом описании.
Ответ
В раннее предутреннее время ущербный месяц не склоняется к горизонту, а поднимается над ним. Если же месяц действительно склонялся к горизонту, то это был растущий месяц в возрасте несколько старшем первой четверти.

«Выжидая восхода Луны, Кан проспал первую часть ночи… Месяц был уже на ущербе и бледным призрачным светом обливал все кругом… Он (Кан) взглянул на светлое русло реки, по которому он должен был возвращаться обратно, и понял, что лишь только зайдет Луна, все погрузится в густой мрак». Разберитесь в этом отрывке. Что вы скажете по поводу опасений Кана?
Ответ
Опасения Кана были напрасными: если Луна была на ущербе, то она должна была зайти не ночью, а днем.

«…В комнаты проникал сероватый свет занявшейся зари… хрупкий месяц висел еще в посветлевшем небе, ломкий рог его оперся на темную вершину старого ореха». В какой фазе была Луна? Найдите обмолвку автора.
Ответ
Луна уже прошла фазу третьей четверти. Автор неверно сказал: «Хрупкий месяц висел еще», так как этот месяц не остался на небе с вечера, а появился только под утро и дальше должен был подниматься.

«В золотистой мгле всходило Солнце, а рядом с ним еще висел тонкий бледный серп Луны». Возможно ли такое соседство Солнца с Луной утром? С какой стороны от Солнца был расположен этот серп?
Ответ
Да, но чаще всего в ярком сиянии Солнца лунного серпа совсем не видно. Серп был расположен справа от Солнца.

«…Приближался полдень. Обломок ущербного месяца истаивал на глазах». Дело происходило в июле, неподалеку от Москвы. Время указано декретное. В какой фазе была Луна?
Ответ
Вероятнее всего, это была Луна в фазе несколько старше третьей четверти.

«На западе блекнет, превращаясь в коричневую дымку, последний багрянец вечера… на востоке поднимается широкий, все увеличивающийся серп Луны. Он цвета меди и окружен венцом. Юноша, унтер-офицер, указывает пальцем на небо… «Через три дня будет новолуние, тогда хорошей погоде конец!» Найдите ошибки, допущенные автором в этом отрывке.
Ответ
Судя по разговору, это был старый месяц («через три дня новолуние»), но месяц в таком возрасте восходит не вечером, а утром. Размеры Луны увеличиваются незаметно для глаз, и, кроме того, старый месяц не увеличивается, а уменьшается в размерах. Луна на горизонте не бывает окружена венцом. Смена лунных фаз не оказывает влияния на погоду.

«Была ночь, но чувствовалось, что скоро настанет утро… рассвет еще не забрезжил… тонкий бледный месяц, едва мерцая, стоял в небе уже очень низко, так, что был еле виден сквозь деревья». Найдите обмолвки автора.
Ответ
Месяц не мерцает; месяц не опускался вниз, как показалось автору, а поднимался вверх, так как это был старый месяц.

«Луны в эту ночь не было. Ее умирающий серп показался над горами и бессильно спрятался». Найдите допущенную автором неточность.
Ответ
Если это был старый месяц, то, показавшись над горами, он должен был не прятаться, а подниматься вверх. Но, вернее всего, это был молодой месяц, почему-то названный умирающим.

«Был тихий вечер. По ясному морозному небу плыла Луна». Найдите ошибку.
Ответ
Настоящего движения Луны мы не замечаем, а кажущееся заметно только на фоне бегущих облаков, а не на фоне чистого ночного неба.

«Зимой месяц светит, как они мне сказывали, в здешних местах почти два месяца сряду и становится час от часу больше, смотря по тому, как коротки дни бывают. Я оставляю сие на рассмотрение астрономов, правду ли они мне сказали». Здесь речь идет о Шпицбергене, средняя широта которого около 77°,5. Возможны ли там подобные явления? Можно ли вообще где-либо на Земле наблюдать незаходящую в течение нескольких суток Луну?
Ответ
Да, но Луна не может светить два месяца подряд, так как в эпохи новолуний она совсем не светит на Землю. Луна может быть незаходящей севернее + 61° с. ш. и южнее — 61° ю. ш.

«Месяц светил отвесно, и кривые путаные тени деревьев чернели по блестевшему насту». Дело происходило в марте возле Казани. Все ли верно описано автором?
Ответ
Луна в пределах России нигде не может светить отвесно.

 

«На горизонте только что взошла яркая и крупная звезда. Казалось, она запуталась в траве. На другой половине неба всплывала, отрываясь от земли, Луна». Реальна ли описанная здесь картина?
Ответ
Нет, и Луна, и звезды восходят на одной и той же половине неба.

Каково существенное различие во внешнем виде «молодого» и «старого» месяца?
Ответ
Молодой месяц располагается на небе выпуклостью вправо, а старый — выпуклостью влево. Первый похож на запятую, второй — на букву С.

В какое время года Луна поднимается выше всего над горизонтом? (Имеются в виду средние северные широты.)
Ответ
Зимой.

Молодой месяц в разных местах Земли имеет весьма различный вид. Не значит ли это, что наблюдатели из разных мест на Земле видят разные части Луны?
Ответ
Нет, наблюдатели во всех местах видят одну и ту же часть Луны, но в несколько различных положениях.

Почему серп молодого месяца кажется имеющим большие размеры диаметра, чем соседние с ним части Луны, освещенные так называемым «пепельным» светом?
Ответ
Это объясняется так называемой иррадиацией, т. е. особым обманом зрения: размеры освещенного предмета рядом с неосвещенным или слабо освещенным кажутся больше действительных.

В стихотворении Т. Г. Шевченко о Днепре есть такие строки:
«І блідий місяць на ту пору
Із хмари де-де виглядав,
Неначе човен в синім морі,
То виринав, то потопав.
Ще треті півні не співали,
Ніхто нігде не гомонів,
Сичі в гаю перекликались,
Та ясен раз у раз скрипів».*
Какое время года и суток здесь описано? В какой фазе была Луна?
Ответ
Третьи петухи ноют перед рассветом. Так как месяц сравнивается с челном, то, вероятно, это был старый месяц. Время года определить трудно, однако, судя по погоде, это была осень.

«Нет, изменился свет, все пошло по-чудному. Вон и месяц в небе опрокинулся на спину, барахтается кверху рожками в облаках». Дело происходило зимой, около девяти часов вечера по декретному времени. В какой фазе была Луна? Бывает ли у нас в северном полушарии Луна в перевернутом положении? Когда?
Ответ
Это был молодой месяц, еще не достигший первой четверти. Лунный серп и в наших местах может быть почти полностью перевернут, но это бывает не зимой, а весной или летом.

Что бывает продолжительнее — самые длинные солнечные дни или промежутки времени от восхода и до захода Луны? (Имеются в виду средние широты.)
Ответ
Промежутки времени от восхода до захода Луны.

Каким представлялось бы движение Земли вокруг Солнца для наблюдателя на Луне?
Ответ
Земля на небе Луны должна казаться почти неподвижной, но за год она перемещается по всем созвездиям Зодиака.

Испускает ли Земля вскоре после «новоземелия» пепельный свет при наблюдении с Луны?
Ответ
Да, но этот свет так слаб, что с Луны он, вероятно, незаметен.

Видны ли с Луны все части поверхности Земли?
Ответ
Так как Земля вращается сравнительно быстро, то с Луны можно видеть одну за другой все её части.

*Перевод:
И бледный месяц на ту пору
Кой-где из тучи взор казал.
Как будто лодка в синем море:
То выплывал, то утопал.
Ещё не пели третьи куры,
Никто нигде не тарахтел.
Сычи в лесу перекликались,
И ясень жалобно скрипел.

 

Затмения

Из 36 полных солнечных затмений, которые уже произошли в период с 1950 по 2000 г., 12 затмений были в июне и июле. Чем можно объяснить такое преобладание полных затмений в летние месяцы?
Ответ
Тем, что в летние месяцы видимый угловой диаметр Солнца имеет наименьшие размеры и легко закрывается Луной.

Когда на Земле наблюдается лунное или полное солнечное затмение, то что можно было бы наблюдать с Луны? В каких фазах во время этих затмений бывают Луна и Земля?
Ответ
Солнечное затмение. Прохождение лунной тени и полутени по земному диску. Луна в фазе полнолуния, а Земля в фазе новоземелия. Луна — в новолунии, а Земля — в полноземелии.

Кольцеобразное солнечное затмение 14 декабря 1955 г. было видно во Вьетнаме, на Малакке, в Северо-Восточной Африке, на острове Тайвань и на Индийском океане, южнее Индии. Расставьте эти места в том порядке, в каком по ним шла лунная тень.
Ответ
Северо-Восточная Африка, Индийский океан южнее Индии, Малакка, Вьетнам, Тайвань.

Полное солнечное затмение 2 октября 1959 г. наблюдалось на Канарских островах, островах Зеленого мыса, на Атлантическом океане и восточном берегу Северной Америки, близ Сомалийского побережья, на юго-востоке Сахары и, наконец, в южной части Эфиопии (Абиссинии). Где началось затмение и где оно закончилось?
Ответ
Восточный берег Северной Америки, Атлантический океан, острова Зелёного мыса, Канарские острова, юго-восток Сахары, южная часть Эфиопии, Сомалийское побережье.

Какая часть солнечного диска — верхняя или нижняя — была закрыта Луной при наблюдении частного затмения 2 октября 1959 г. с территории СССР?
Ответ
Нижняя.

Какую фазу Луны напоминает солнечный диск в начале полного затмения? В конце затмения?
Ответ
Сначала Луну на ущербе, затем старый месяц; сначала молодой месяц (иногда в непривычном положении), затем растушую Луну перед полнолунием.

В каком направлении проходит Луна через земную тень во время лунных затмений, наблюдаемых с северного полушария, справа налево или слева направо? Может ли она проходить через эту тень сверху вниз или снизу вверх?
Ответ
Справа налево. Нет, так как и земная тень, и Луна в общем расположены в одной и той же плоскости эклиптики.

В одну или в разные стороны по сравнению с суточным вращением Земли движется лунная тень по земной поверхности? Что движется быстрее — лунная тень или точки земной поверхности?
Ответ
В одну сторону. Лунная тень движется быстрее.

Какой вид имеет кольцеобразное солнечное затмение в тех местах, где оно наблюдается из области лунной полутени?
Ответ
Оно будет иметь вид частного солнечного затмения.

Можно ли наблюдать какие бы то ни было затмения с земных полюсов?
Ответ
Можно наблюдать и солнечные, и лунные затмения, конечно, реже, чем в других местах на Земле.

Уже в древности астрономы знали, что солнечные и лунные затмения повторяются в определенном порядке, и, следовательно, могли составлять «расписания» затмений и предсказывать их, однако они никогда не осмеливались ручаться, что их предсказания сбудутся. Почему?
Ответ
Потому что, зная, когда произойдет то или иное затмение, они не знали, где его можно будет наблюдать.

«В 4 ч 10 мин облако скрыло от наших взоров Солнце, и когда в 4 ч 31 мин мы снова его увидели, оно было затемнено лишь на каких-нибудь полтора дюйма». Какую ошибку допустил автор в этом описании?
Ответ
Автор позабыл, что надо было величину затемненной части Солнца, выразить в градусах или дробью.

Движения планет

Вот два отрывка из одной повести о Марсе: «Вовка пошарил глазами по небосводу. Сразу в поле зрения попала нежно-зеленая красавица Венера. А вот и он, старый знакомый, — Марс. Сегодня он особенно красный. И как всегда на месте…» «Над мирно спящими городами, селами… как всегда на своем месте, висел пламенеющий Марс, символ войны». Что в этих описаниях верно, а что противоречит действительности?
Ответ
Марс не имеет постоянного места на небосводе и это не звезда. Венера изредка бывает зеленоватого цвета.

Если представить себя на северном полюсе Солнца, то в какую сторону будут вращаться вокруг него планеты — по направлению движения часовой стрелки пли против него?
Ответ
Против направления движения часовой стрелки.

У внутренних планет — Меркурия и Венеры — наблюдаются фазы; наблюдаются ли они у внешних планет?
Ответ
Из внешних планет фазы заметны только у Марса.

Марс в 1959 г. прошел прямым движением по созвездиям Скорпион, Дева, Лев, Рак, Близнецы, Телец, Овен. В каком направлении он двигался — от Скорпиона к Овну или от Овна к Скорпиону?
Ответ
От Овна к Скорпиону.

У какой из внешних планет описываемая ею петля наименьшая по размерам?
Ответ
У Плутона вследствие его большой удаленности от Земли.

Некоторые астрономы предполагают, что за Плутоном имеется еще одна планета, находящаяся от Солнца на расстоянии примерно в 77 астрономических единиц. Вычислите силу, с которой Солнце на таком расстоянии притягивает одну тонну массы на ее орбите. Масса Солнца равна 1,983•1033 г.
Ответ
Примерно с силой в 100 дин. Конечно, такая сила мала, но при отсутствии других сил и она может двигать данную массу вокруг Солнца.

Приливы и отливы

Формула приливообразующей силы F=2f *(Mmr/R3), где f — гравитационная постоянная, m — масса частицы, подвергающейся приливному воздействию, М — масса приливообразующего тела, R — его расстояние от центра Земли, r — расстояние частицы от центра Земли. Считая, что Солнце отстоит от Земли в 400 раз дальше, чем Луна, вычислите отношение приливообразующих сил Солнца и Луны. Масса Солнца равна 333 434 масс Земли, масса Луны — 0,01228 масс Земли.
Ответ
2,2.

Почему приливы и отливы продолжаются не по 12 ч, а по 12 ч 25 мин?
Ответ
Потому что Земля вращается вокруг своей оси в том же направлении, что и Луна вокруг Земли, и через 24 ч Луна еще не встанет против того меридиана на Земле, против которого она стояла сутки назад. Чтобы встать против этого меридиана, ей понадобится еще 50 мин.

Во время приливов и отливов ежесуточно затрачивается огромная энергия. Эта энергия расходуется Луной. В чем же проявляет себя потеря этой энергии Луной?
Ответ
И Луна, и Земля замедляют свое вращение вокруг осей, вследствие чего расстояние между ними увеличивается.

«Прошлою ночью я видел Луну, ей всего четыре дня от роду, и она похожа на выгнутую хирургическую иглу, но в ней уже достаточно силы, чтобы притянуть темные воды прилива к устью моей пещеры». Правильно ли понимает причину возникновения приливов автор?
Ответ
Нет. Надо полагать, что он приписывал увеличение приливообразующей силы Луны росту ее видимой части.

В приводимых отрывках говорится об особо сильных приливах и отливах в эпохи равноденствий. Все ли в них верно?
«Кто-то принес эту весть, и все с криком повторяли ее, шум рос, как в равноденствие рокот прилива».
«Было равноденствие, и лишь немногие корабли решались сняться с якоря из-за сильных приливов и отливов».
«Известно, что во время равноденствия бывают особенно сильные приливы, ибо когда Солнце и Луна сходятся на одном меридиане, их двойное влияние заметно увеличивает силу прилива».
Ответ
В эпохи равноденствий Солнце и Луна не обязательно сходятся на одном меридиане, но Солнце бывает на небесном экваторе и равномерно действует на оба полушария Земли, отчего его действие становится заметнее.

Каковы бывают приливы и отливы в дни солнечных и лунных затмений? Почему?
Ответ
Они должны быть несколько сильнее, чем во время обычных сизигий, так как Солнце и Луна устанавливаются на одной прямой линии с Землей.

Искусственные спутники Земли и космические путешествия

Искусственные спутники Земли обращаются вокруг нее либо по кругам, и тогда центр Земли находится в центрах этих кругов, либо по эллипсам, и центр Земли находится в одном из фокусов этих эллипсов. Исходя из этого сообразите, по каким орбитам невозможно запускать искусственные спутники Земли.
Ответ
По любым орбитам, плоскости которых не проходят через центр Земли.

В некоторых фантастических романах описываются искусственные спутники Земли, неподвижно висящие за пределами атмосферы в зените над Москвой. Возможны ли спутники, всегда находящиеся в зените какого-либо места на земной поверхности?
Ответ
Да, но только над земным экватором. В любом же другом месте Земли инерциальные спутники, находящиеся в зените, невозможны.

«Устраивать такие (космические) городки будут на разных высотах, но расстояние в 35 900 км, возможно, покажется особенно подходящим. Почему 35900? Потому что на этом удалении все сооружение оборачивается вокруг Земли в точности за одни сутки. Преимущество явное — станция будет видна постоянно в одном месте небосвода! В Москве, например, ее можно укрепить в точке неба, где стоит Солнце в полдень в середине сентября». Как точнее указать местоположение станции на московском небе? Как доказать, что именно на расстоянии в 35 900 км от центра Земли искусственный спутник будет совершать один оборот в сутки?
Ответ
Надо было сказать, что станция будет закреплена там, где бывает в момент верхней кульминации точка осеннего равноденствия (на небесном экваторе). Для доказательства справедливости высказанных утверждений надо воспользоваться следующей преобразованной формулой третьего закона Кеплера:
Формула третьего закона Кеплера, где a — большая полуось орбиты спутника, k = fМ = 3,986•103км3/сек2.

В какое время суток и в каком направлении выгоднее всего запускать с территории России искусственные спутники и космические ракеты, чтобы они двигались с максимальной скоростью? В каком месяце?
Ответ
В утренние часы при восходе Солнца, когда скорости вращения Земли вокруг ее оси и вокруг Солнца совпадают по направлению. В начале января, когда скорость Земли по ее орбите наибольшая.

Почему космические ракеты не могут передвигаться внутри Солнечной системы по кратчайшим путям (прямолинейно)?
Ответ
Потому что их пути искривляются под действием притяжения Солнца, Земли, Луны и других небесных тел.

У первого советского спутника Земли степень торможения ракеты-носителя атмосферой была примерно вдвое больше степени торможения самого спутника. Почему же ракета-носитель постепенно обогнала спутник и за одно и то же время делала больше оборотов вокруг Земли, чем их делал спутник? Как изменяются расстояния спутников от Земли и периоды их обращения вокруг Земли вследствие их торможения?
Ответ
Торможение в основном снижает высоты перигеев и апогеев и сокращает размеры орбит. Потенциальная энергия превращается в кинетическую, и скорость увеличивается.

Искусственные спутники, вращаясь вокруг Земли, как бы непрерывно падают на нее, а потому все предметы в них находятся в состоянии невесомости. Но ведь и Земля, обращаясь вокруг Солнца, тоже все время падает на него. Почему же все тела на Земле весомы?
Ответ
Потому что Земля обладает довольно значительным гравитационным полем.

«…Вам подтвердят, что покуда Атавия вертится только вокруг Земли. Так вот, если мы заставим Атавию вращаться вокруг собственной оси, то тем самым создастся искусственная сила тяжести, которая удержит нашу атмосферу от рассеивания в космической бездне». Здесь речь идет об искусственной тяжести на небольшом спутнике Земли — Атавии, с которого воздух быстро улетучивался в мировое пространство. Разберитесь в предлагаемом проекте создания такой тяжести.
Ответ
Вращение Атавии вокруг ее собственной оси не только не создало бы искусственной тяжести, а, наоборот, ослабило бы уже существовавшую и тем самым ускорило бы улетучивание воздуха в мировое пространство.

Искусственная тяжесть в сигарообразном космическом корабле может быть создана или за счет вращения этого корабля вокруг его продольной оси, или же намагничиванием разных его частей, предметов на нем, обуви, а может быть, и одежды космонавтов. В чем неудобства этих способов?
Ответ
При вращении корабля вокруг его продольной оси все звезды в полях зрения космонавтов начали бы очень быстро вращаться и, может быть, даже образовали бы светящиеся круги, а это затруднило бы ориентировку в пространстве. При намагничивании корабля он мог бы подвергнуться воздействию космических магнитных полей и отклониться от взятого курса. Поэтому корабли и все предметы на них лучше делать из немагнитных материалов.

При каком движении космических кораблей не было бы никакой нужды в создании искусственной тяжести?
Ответ
При движении с постоянным ускорением, равным приблизительно 9,8 м/сек2 и направленным перпендикулярно полам кают кораблей.

В одном фантастическом романе герои разговаривают через мировые пространства в таком же темпе, как в комнате на Земле. Рассчитайте, через сколько времени космонавты с корабля, движущегося со скоростью в 0,8 скорости света и находящегося на расстоянии в 1 световой год от Земли, получат ответ на свой запрос Земле и через сколько времени на Земле будут получены ответы космонавтов? (Имеется в виду разговор по радио.)
Ответ
Через 10 лет; через 9 лет.

Допустим, что космический корабль движется равномерно со скоростью 100 000 км/сек. Смогут ли в это время пассажиры выйти на палубу корабля? Выскажите свои соображения насчет возможности таких прогулок.
Ответ
Пассажиры смогли бы двигаться по всему корпусу корабля в любом направлении, приняв, однако, меры предосторожности.

Насколько реально то. что мертвая собака, выброшенная из ядра, летевшего вокруг Луны, в известном романе Жюля Верна «Вокруг Луны» не удалилась от него, а полетела рядом с ним в качестве спутника?
Ответ
Это совершенно нереально: собака, выброшенная из ядра сильным и быстрым толчком, должна была бы удалиться от ядра на большое расстояние и скорее стала бы спутником Земли или Луны, чем ядра.

Солнце. Планеты

«Самолету, который может облететь за трое суток вокруг Земли, понадобится целый год, чтобы совершить путешествие вокруг Солнца». Зная, что диаметр Солнца в 109 раз больше диаметра Земли, рассчитайте в уме, верно ли это?
Ответ
Так как путь вокруг Солнца в 109 раз больше длины земного экватора, то на его прохождение понадобилось бы 3 • 109 сут, т. е. 327 сут.

Солнце вращается вокруг своей оси в том же направлении, как и Земля, т е. с запада на восток. Каким представляется нам это вращение при наблюдении с Земли?
Ответ
С точки зрения земных наблюдателей и земных ориентиров Солнце вращается вокруг своей оси с востока на запад против часовой стрелки, как и Земля.

Сплюснуто ли Солнце у своих полюсов вследствие своего вращения вокруг оси подобно земному шару?
Ответ
Солнце, конечно, сплюснуто, но из-за сравнительно медленного вращения эта сплюснутость так мала, что не поддается измерениям.

Где у Солнца находятся северный и южный полюсы? Видны ли они с Земли?
Ответ
Северный полюс находится в верхней части солнечного диска, а южный — в нижней. Вследствие наклона солнечной оси к плоскости эклиптики мы только иногда можем видеть оба полюса Солнца, а чаще всего только один из них.

«300 000 километров в секунду! Оторвавшись от огненной поверхности (Солнца), луч света уже через 8 секунд достигает Земли». Проверьте расчеты автора.
Ответ
Свет от Солнца до Земли доходит примерно через 8 мин (точнее 498 сек).

В одной популярной книге сказано, что энергия, излучаемая Солнцем в течение одной минуты, эквивалентна теплоте, которая получилась бы от сгорания 1100 цистерн нефти емкостью в Черное море каждая. Приняв объем Черного моря равным 537 000 км3, калорийность нефти 11 000 ккал/кг, удельный вес нефти 0,8 г/см3 и мощность общего излучения Солнца 374 • 1021 квт, проверьте расчеты автора.
Ответ
Нужно было бы около 1130 таких цистерн в минуту. (Принять 1 ккал = 4,182 кДж.)

За сколько времени энергией полного солнечного излучения можно довести до кипения воду во всех земных морях и океанах? Начальную температуру воды принять равной 0°, общий объем воды во всех морях и океанах 13 • 108 км.
Ответ
Примерно за 1,5 сек.

По новейшим исследованиям температура солнечной короны достигает 1 000 000°С. Может ли так быть, чтобы столь удаленная от Солнца его часть имела температуру более высокую, чем даже фотосфера?
Ответ
Температура определяется средними скоростями частиц, заполняющих какое-либо пространство. Однако даже и при высоких средних скоростях этих частиц может быть недостаточно для того, чтобы они произвели заметный тепловой эффект.

Как должна была бы вращаться вокруг Земли Луна, чтобы одна ее половина никогда не освещалась Солнцем?
Ответ
Она должна была бы вращаться вокруг Земли поступательно, не оборачиваясь вокруг своей оси.

«Позвольте, на Луне человек весом в шестьдесят килограммов весит лишь тринадцать килограммов. На Луне нам было бы легче маршировать». Прав ли автор? Для решения воспользуйтесь формулой веса тел на различных планетах P = Po * m/r2, где P0 — вес тела на Земле, а m и г — масса и радиус интересующей нас планеты. Массу и радиус Луны выразите в долях массы и радиуса Земли.
Ответ
Человек весом 60 кг на Луне весил бы ≈10 кг.

Чем объясняется метеорологический подбор названий различных мест на Луне: Океан Бурь, Море Дождей, Море Паров, Море Ясности. Море Влажности, Море Холода, Болото Туманов, Залив Радуг и др.?
Ответ
В старину многие ученые были убеждены, что погода на Земле всецело зависит от Луны.

Почему на картах Луны «моря» сосредоточены внизу, а, рассматривая саму Луну, мы видим их на средней и верхней частях ее диска?
Ответ
Потому что на фотографиях Луна изображается такой, какой мы видим ее в телескопах, т. е. в перевернутом виде.

Один фантастический роман, в котором описывается гибель всего живого на Земле вследствие внезапного угасания Солнца, заканчивается такими словами: «Только серебристая Луна освещала мрачные оледенелые просторы мертвой Земли». Что можно сказать по поводу этого описания?
Ответ
Автор забыл о том, что Луна светит отраженным от Солнца светом.

Посмотрите на подробную карту Луны и сообразите, в какой четверти Луна лучше освещает поверхность Земли — в первой или в третьей? Почему?
Ответ
В первой четверти, потому что на правой половине Луны меньше темных пятен, чем на левой.

Сколько времени в течение месяца можно было бы пользоваться солнечными часами на Луне и для чего они могли бы там служить?
Ответ
Только половину каждого месяца. Часы могли бы служить для измерения каких-либо произвольных небольших промежутков времени, подобных нашим часам.

Общеизвестно, что внутренние планеты не могут быть наблюдаемы в полночь. Почему?
Ответ
В полночь Солнце отстоит от линии горизонта на 90°, а Меркурий и Венера не удаляются от Солнца более чем на 28 и 48°. Следовательно, в полночь они должны находиться на дневной половине небосвода.

Чем можно объяснить, что Сатурн при меньшей скорости вращения вокруг оси, чем у Юпитера, все-таки более сжат у полюсов, чем Юпитер?
Ответ
Малой средней плотностью Сатурна.

На каких планетах смена времен года примерно такая же, как и на Земле?
Ответ
На Марсе и Сатурне.

«Существуют еще совсем другие дни и ночи. Планета Меркурий, например, ближайшая к Солнцу, завершает свой круговорот за восемьдесят восемь наших дней и при этом лишь однажды оборачивается вокруг своей оси, так что для нее день и год — одно и то же». Разберитесь в этом высказывании.
Ответ
Дней и ночей в обычном понимании этого слова на Меркурии не бывает; время одного оборота Меркурия вокруг Солнца, безусловно, «год», но «днем» это время назвать нельзя.

Луна обращается вокруг Земли, будучи повернута к ней одной и той же стороной, а поэтому мы не можем видеть другую ее сторону. Меркурий обращается подобным же образом, но не вокруг Земли, а вокруг Солнца. Позволяет ли это нам видеть все части поверхности Меркурия?
Ответ
Нет, так как мы можем видеть только освещенные Солнцем части Меркурия; если же во время прохождения Меркурия по солнечному диску видна и неосвещенная часть, то различить на ней подробности невозможно.

В какой фазе бывает Венера, когда мы ее видим в качестве утренней звезды? вечерней?
Ответ
В первой четверти; в третьей.

В какой элонгации Меркурий и Венера бывают видны по утрам?
Ответ
В западной элонгации.

Является ли Венера утренней и вечерней звездой для всего земного шара?
Ответ
Да, для всего земного шара.

Почему угловой размер элонгации у Венеры в общем не изменяется, а у Меркурия изменяется в пределах от 17°30′ до 27°45′?
Ответ
Потому что Венера обращается вокруг Солнца почти по кругу, а Меркурий по сильно вытянутому эллипсу.

Когда Галилей в свой телескоп обнаружил фазы Венеры, подобные фазам Луны, то это послужило одним из доказательств того, что Венера обращается не вокруг Земли, как до тех пор думали, а вокруг Солнца. Как же это выяснилось?
Ответ
Если бы Венера обращалась вокруг Земли, ее фазы по своему внешнему виду и последовательности напоминали бы фазы Луны, а они изменяются в обратной последовательности.

«Там (на Марсе) в тысячу раз меньше кислорода, чем на Земле. А жизнь невозможна без кислорода! Это — мертвая звезда!» Что можно возразить на это высказывание?
Ответ
Здесь многое неверно: 1) имеются микроорганизмы, для которых кислород не только не нужен, но даже губителен; 2) кислород на Марсе все-таки есть; 3) Марс вовсе не звезда.
Когда Марс бывает в перигелии, то на его северном полушарии бывает зима (как и на Земле). Исходя из этого докажите, что на южном полушарии Марса должны наблюдаться более резкие колебания температур в течение марсианского года, чем на северном полушарии.
Ответ
В перигелии Марс находится на ближайшем расстоянии от Солнца, и эта близость повышает температуры на южном его полушарии, где в это время бывает лето. Зима же на южном полушарии Марса бывает тогда, когда Марс находится в афелии, дальше всего от Солнца, а значит, температуры должны быть особенно низки. То же самое наблюдается и на Земле, но Земля движется по более округлому эллипсу, и разница в расстояниях от Солнца не играет большой роли, и, кроме того, на южном полушарии Земли сосредоточены огромные массы воды, которые умеряют нагревание и охлаждение южного полушария.

Когда и кем были открыты кольца Сатурна?
Ответ
Сначала Галилеем, которому не удалось установить их характер, затем Гюйгенсом.

Спутники планет, кометы, астероиды

Есть ли в числе спутников планет такие, которые по своим размерам превосходят Марс? Меркурий? Луну?
Ответ
Спутников, превосходящих по размерам Марс, нет. Спутники, превосходящие Меркурий, — Ганимед (сп. Юпитера) и Титан (сп. Сатурна). Спутники, превосходящие Луну: Ганимед, Титан, Каллисто (сп. Юпитера) и Тритон (сп. Нептуна).

У каких из спутников планет обнаружена атмосфера?
Ответ
У спутника Сатурна Титана есть атмосфера, состоящая из метана и аммиака. У спутника Нептуна Тритона имеется атмосфера, состоящая из азота.

Почему Землю и Луну правильнее рассматривать не как планету со спутником, а как двойную планету?
Ответ
Потому что Луна сравнительно с Землей обладает довольно значительной массой, а спутники других планет по сравнению с этими планетами несравненно менее массивны.

«Впервые это (измерить скорость света) удалось, наблюдая затмения спутников Юпитера. Согласно точным расчетам, эти крохотные планетки уже исчезали за диском Юпитера, но астрономы еще видели их свет». Все ли верно в этом отрывке?
Ответ
Нет. Нельзя четыре спутника Юпитера, о которых здесь идет речь, называть крохотными планетками.

Вычислите угловые размеры Фобоса при наблюдении с поверхности Марса и сравните их с угловыми размерами Луны при наблюдении ее с поверхности Земли на среднем ее расстоянии.
Ответ
Расстояние Фобоса от центра Марса — 9400 км, а от его поверхности — 6030 км. На таком расстоянии Фобос виден с Марса под углом около 9′, т. е. гораздо меньшим, чем видна с Земли Луна.

Имеются ли среди спутников больших планет такие, которые в свою очередь имеют спутников, другими словами, имеются ли в Солнечной системе спутники второго порядка?
Ответ
Спутники второго порядка в Солнечной системе пока не обнаружены.

В чем особенность астероидов, составляющих группу «троянцев»?
Ответ
Любой из астероидов, входящих в группу троянцев, вместе с Юпитером и Солнцем образует равносторонний треугольник и, следовательно, движется вокруг Солнца так же, как и Юпитер, но либо впереди, либо позади него.

Какой из астероидов можно видеть невооруженным глазом?
Ответ
При благоприятных условиях можно видеть Весту.

Как определили, что некоторые астероиды имеют неправильную, угловатую форму?
Ответ
По изменению их блеска в течение короткого времени, причем угловатая форма астероида Эрота выявлена непосредственными измерениями.

Допустим, что Солнце только что зашло где-нибудь на равнине на экваторе. На какую высоту надо было бы там подняться, чтобы снова увидеть Солнце расположенным своим нижним краем на линии горизонта? Диаметр Солнца 32′.
Ответ
Приняв дальность горизонта на экваторе для высоты 1,6 м равной примерно 4,9 км, а длину дуги в Г равной 1855 м (по параллели), находим, что в угловых мерах дальность видимого горизонта составляет 2′,6. Несложным построением убеждаемся, что, для того чтобы Солнце снова стало видно, дальность горизонта должна увеличиться на 32′, т. е. стать равной З4′,6 или 64 км. Отсюда находим искомую высоту нового места наблюдения: 275 м.

Увеличивается ли дальность видимого горизонта при рассматривании местности в бинокль?
Ответ
Нет.

«Бывалые люди говорили, что при особо ясной погоде на половине пути между мысами удается с верхушки мачты видеть Землю с той и другой стороны». Здесь идет речь о самом узком месте Черного моря, где его ширина равна 263 км. Вычислите высоту мачты, с которой можно было бы видеть там оба берега Черного моря. Используйте формулу d=3,86 vh, учитывающую рефракцию.
Ответ
Высота мачты должна быть ≈1160 м.

Представьте себе Землю в виде рельефного глобуса диаметром в 1 м и рассчитайте, насколько нарушает гладкость его поверхности глубочайшая впадина в Тихом океане в 11 613 м и высочайшая гора Джомолунгма в 8882 м. Какой окажется на этом глобусе сплюснутость земного шара, составляющая 1/298 его диаметра?
Ответ
Считая диаметр земного шара равным 12 800 км, получим, что одному его километру на этом глобусе соответствовали бы ~0,08 мм. Поэтому глубочайшая впадина на этом глобусе оказалась бы всего в 0,9 мм, а Джомолунгма в 0,7 мм, что для глаз оказалось бы незаметным. Глобус по полярному диаметру оказался бы сжат на 3,3 мм, чего тоже глазами нельзя было бы обнаружить.

«11—12 августа. За день нас отнесло (на льдине) к востоку на целых восемь градусов. И мы уже так близки к полюсу, что один градус долготы равен всего двум-трем километрам». В указанное время дрейфующая льдина была примерно на 89° с. ш. Чему равна длина 1° долготы на этой широте?
Ответ
Как известно, r=cosφ, а длина 1° по долготе равна Длина 1 градуса по долготе равна 2 км.

Как было доказано, что кометы обладают такой малой массой, что один астроном даже назвал их «видимым ничто»?
Ответ
Кометы не вызывают никаких возмущений в движениях планет, возле которых они проходят, а сами, наоборот, подвергаются с их стороны сильным возмущениям.

Как было доказано, что кометы не имеют сколько-нибудь значительного твердого ядра?
Ответ
При прохождении комет в непосредственной близости от Солнца (как бы по солнечному диску) кометы совершенно сливаются с общим солнечным фоном, и на этом фоне никогда не было замечено никаких темных пятен. Значит, ядра комет так малы, что их невозможно заметить даже с помощью оптических инструментов.

Иногда у комет образуется по два хвоста, один из которых направлен к Солнцу, а другой — от Солнца. Чем это можно объяснить?
Ответ
Хвост, направленный к Солнцу, состоит из более крупных частиц, для которых сила солнечного притяжения больше отталкивающей силы его лучей.

«Если хочешь увидеть комету, достойную внимания, надо выбраться за пределы нашей Солнечной системы, туда, где они могут развернуться, понимаешь? Я, друг мой, повидал там такие экземпляры, которые не могли бы влезть даже в орбиты наших самых известных комет — хвосты у них обязательно свисали бы наружу». Разберитесь в реальности этого высказывания.
Ответ
За пределами Солнечной системы и вдали от других подобных систем кометы не имеют хвостов и обладают ничтожными размерами.

Прослушав лекцию о кометах, один слушатель задал такой вопрос лектору: «Вы говорили, что кометы всегда поворачивают свой хвост в сторону от Солнца Но когда я видел комету, то хвост у нее все время был повернут в одну и ту же сторону, а Солнце за это время много раз было и на юге, и на востоке, и на западе. Почему же комета не вертела хвостом в разные стороны?» Как бы вы ответили этому слушателю?
Ответ
То движение Солнца, на которое указывал слушатель, кажущееся. Направление хвостов комет непрерывно меняется, и это обнаруживается, хотя и не сразу.

Звёзды

«Достаточно сказать, что свет от ближайшей к Земле звезды доходит до нас только через восемь тысяч лет, а от дальних звезд через сотни тысяч», — говорится в одной повести 1887 г. Простительна ли автору его ошибка?
Ответ
Нет, так как в этом году расстояния до ближайших звезд уже были хорошо известны.

Кто впервые установил, что двойные звезды представляют собой системы, компоненты которых связаны между собой тяготением и движутся по законам Кеплера?
Ответ
Вильям Гершель.

Почему в системе из двух звезд одна из них светит иногда совершенно необычным для одиночных звезд цветом: зеленым, синим или голубым?
Ответ
Потому что глаза, утомленные светом более яркой звезды, видят другую звезду не в ее настоящем цвете, а в цвете, дополнительном к цвету более яркой звезды.

У каких двойных звезд составляющие их компоненты различимы даже невооруженным глазом?
Ответ
При хорошем зрении можно различить Мицар и Алькор в созвездии Большой Медведицы и Эпсилон Лиры (около Веги).

Вот несколько описаний Млечного Пути писателями разных стран:
«А ночь была чудесная! На ясном, без единого облачка, глубоком небе, с россыпью звезд и туманной полосой Млечного Пути, сияла полная Луна».
«Ночь была великолепная — теплая и ясная; Луна (было полнолуние) ярко сияла среди мерцающих звезд, и Млечный Путь переливался серебром».
«Хлопец с трудом раскрыл отяжелевшие веки, но увидел только серый Чумацкий Шлях (Млечный Путь), пересекающий небо, и на нем месяц, блестевший истертой подковой».
«Наступила ночь (в Индии). Над головой повисла серебряной лодочкой лежачая Луна. Млечный Путь поднялся мостом через весь небосвод от горизонта до горизонта. По сравнению с искрящимся звездным небом притихшая Земля казалась мрачной и угрожающей».
Писатели, безусловно, не сговаривались между собой, однако их описания почти одинаковы. Такое сходство как будто говорит о верности описаний, и все же в них есть одна и та же ошибка. Найдите ее.
Ответ
При лунном сиянии Млечный Путь не виден.

Оставить комментарий

Обсудить на форуме

Система Orphus