Поддержать программу
ПостНаука на Дожде
12:11
24 июля
Наука

Как измерить расстояние до самых далеких небесных тел Вселенной, и как она расширяется

Астроном Владимир Сурдин о цефеидах, вспышках сверхновых звезд и темной энергии
3 187
1
Расписание
Следующий выпуск
3 декабря 16:00
суббота: 16:00
воскресенье: 02:00, 07:00, 16:00
понедельник: 02:00, 06:00
вторник: 11:00
четверг: 13:00

От чего зависит мощность излучения звезды? Что такое темная энергия? Как меняется скорость расширения Вселенной? На эти и другие вопросы ответил кандидат физико-математических наук Владимир Сурдин.

Смотрите больше лекций на сайте «ПостНауки»

«Мы знакомы с методами триангуляции и пользуемся ими каждый день. Мы смотрим на любой предмет левым и правым глазом, и в мозг нам поступают две картинки с разных ракурсов. У нас в мозгу они складываются, и тогда мы определяем расстояние по тому, как смещаются близкие к нам предметы на фоне далеких. Этим же пользуются геодезисты: они ставят два угломерных инструмента (буссоль, теодолит), из двух разных точек меряют направление на один и тот же объект и потом строят треугольник. Два угла в треугольнике позволяют измерить и третий — тот, под которым с измеряемого объекта виден наш собственный базис, наша линия, на концах которой стоят два угломерных инструмента. Любой школьник по трем углам и одной стороне может полностью построить треугольник и найти все его стороны, то есть расстояние до неизвестного объекта. Это очень удобно, когда у вас объект на вершине горы или за рекой и вы не можете просто протянуть к нему рулетку, а вынуждены определять расстояние по углам. Астрономы еще 2000 лет назад пользовались этим методом, например, для измерения расстояния до Луны.

Раз в несколько столетий мы наблюдаем с Земли, как на фоне солнечного диска проходит Венера, иногда Меркурий, и, наблюдая это прохождение с разных точек Земли — один астроном в Европе, другой в Австралии, третий в Южной Америке, — можно увидеть смещение изображения планеты на фоне Солнца. Это позволяет измерить расстояние до планеты, до самого Солнца, и потом все расстояния в Солнечной системе восстанавливаются таким образом. Но когда речь заходит о расстоянии до звезд, тут уже размеры Земли бесконечно малы. И надо использовать какой-то другой, более широкий базис. Этим базисом служит размер земной орбиты. Через полгода Земля перемещается из одной точки орбиты в диаметрально противоположную, и уже этого огромного расстояния в 300 млн км достаточно, чтобы определить параллакс, то есть разницу углов, по направлению к ближайшим звездам. Пока мы работали на поверхности Земли, измерять точные углы нам мешала атмосфера: она размывает изображение далеких объектов. Мы могли измерить расстояние до ближайших нескольких тысяч звезд. Но как только в космос полетели специальные телескопы, которым атмосфера не мешает, они стали измерять расстояние до миллионов звезд. А сейчас на орбите вокруг Солнца летает специальный астрометрический телескоп, который может измерить расстояние практически до всех звезд в нашей Галактике.

Если речь заходит о соседних галактиках, тут уже никакие параллаксы не помогут. Что делать? Искать стандартные свечи. Когда мы видим вдалеке два огонька, мчащихся по дороге, мы понимаем: это автомобиль. Яркость его фар мы примерно представляем, и по тому, насколько она далека, мы можем сказать: этот автомобиль в ста метрах от нас, в километре или в десяти километрах. Яркость меняется, если вы знаете, какая она на самом деле. Астрономы называют ее светимостью объекта, то есть полной мощностью его излучения, и, измерив видимую яркость, могут измерить расстояние. Но надо убедиться, что это знакомые звезды. Роль таких звезд очень хорошо играют цефеиды — у астрономов принято так называть звезды по имени первой из них, которая была открыта в созвездии Цефея. Эти звезды обладают стандартной яркостью, которую мы определяем по периоду переменности блеска».

Фото: DepositPhotos