238. Я должен теперь обратиться к другой отрасли нашего предмета. Мы видели действительные движения Земли, Луны и планет и наконец движения звезд и кажущиеся движения, производимые действительным движением земли. Мы рассмотрели природу туманностей, солнц и планет и таким образом составили себе понятие о месте, которое Земля занимает в природе и узнали, что она есть холодное тело, обращающееся вокруг охлаждающегося Солнца и что как наша планета, так и Солнце вероятно произошли от сгущения или сжимания и последовавшего затем нагревания какой нибудь туманности.
239. Я также сообщил вам понятие о звездном небе и показал, что так называемые неподвижные звезды сгруппированы в созвездия и обозначены буквами или цифрами, смотря по степени их блеска и что как солнце днем, так и планеты ночью постоянно изменяют свои места между звездами с совершенною правильностью и порядком.
240. А теперь я обращу ваше внимание на звездный свод и мы будем рассматривать звезды просто как предметы, положение которых мы должны нанести на карту; и мне нужно прежде всего показать вам, как определяются их положения и какое практическое приложение делается из этого.
241. Если бы вы хоть сколько нибудь умели рисовать, то вы могли бы сделать карту звездного неба и означить на ней положение звезд; но для астрономических целей нужно определять положение звезд с гораздо большею точностью, чем это можно сделать рисованием от руки; но даже если бы такие нарисованные карты и были совершенно верны, то и тогда было бы неудобно определять словами положение звезд и нужно было бы подробно говорить: такая-то звезда находится на юг или справа от одной известной звезды и на запад или слева от другой. Поэтому принят другой способ обозначать и указывать места звезд.
242. Вообразите себе, что экватор и полюсы нашего земного шара продолжены пли протянуты до самых звезд или вообразите, что в центре земли находится свет, так что тень от экватора и полюсов её отбрасывается на воображаемый полый шар, к которому прикреплены звезды, как это нам представляется (небесная сфера). Тогда тень земного экватора будет небесным экватором и мы измеряем градусами его расстояние на севере и на юге от теней земных полюсов и называем это расстояние полюсным расстоянием.
243. Таким образом мы можем сказать, какая звезда или какая часть неба находится как раз на полюсе, потому что эта часть не имеет движения. Возьмите опять ваш апельсин и воткните в него по булавке в каждый полюс; если вы будете вращать апельсин, то обе булавки всегда будут обращены или будут указывать на одно и тоже место. Это место и будет нулевой точкой полюсного расстояния, 0°. Затем посредством телескопа, снабженного кругами, мы можем найти эту точку на небе и повернувши телескоп на 10° от этой точки (что легко можно сделать при помощи маленького круга прикрепленного к нему, так как вы уже знаете, что все круги как большие, так и меньшие разделяются на 360°, стат. 126), мы можем определить те звезды, которые имеют 10°, полюсного расстояния, потом повертывая телескоп дальше, определим те, которые имеют 20° этого расстояния, далее 30° и так далее, пока не дойдем до 90°, которые конечно означают уже небесный экватор, т. е. линию на небесах, которая лежит как раз на половине расстояния между северным и южным полюсом, совершенно также как и земной экватор на земле.
244. Таким образом этим способом мы можем определить полюсное расстояние всех звезд; но вы сразу же видите, что многие звезды могут иметь одинаковое полюсное расстояние, потому что мы можем воткнуть в апельсин целый ряд булавок таким образом, что они все будут находиться на одинаковом расстоянии от полюса апельсина, представленного другой булавкой.
245. Поэтому необходимо, еще чем-нибудь отличить одну от другой эти звезды,
_-_%D0%A4%D0%B8%D0%B3._46.png)
находящиеся на одинаковом полюсном расстоянии, чтобы точно определить их положение. Начнем с того, каким образом вы можете определить положение точки на листе бумаги? Посмотрим. Возьмите лист бумаги A B C D (фиг. 46) и воткните в нее булавку или просто роставьте точку на ней в Е. Теперь посмотрите, как мы можем определить положение булавки или точки; разделим сторону AB положим на 10 равных частей и AD на столько же частей; за тем проведши от E линии EG и EF, вы увидите, что Е, булавка или точка, находится на 4½ деления от линии AB, считая по делениям на AD и на 2½ деления от AD, считая по линии AB и таким образом мы можем сразу определить положение точки E относительно краев бумаги. Точно также если бы от вас потребовали поместить точку на 7 делений от AB и на 6 делений от AD, то вы бы провели бы линию HI от 7-го деления на AD и другую линию KL от 6-го деления на AB, и тогда точка M, где пересекаются эти две линии, и была бы требуемым местом.
246. Вы из этого видите, что еще недостаточно сказать, что E находится на 4½ деления от AB, потому что на этом расстоянии от AB может находиться целый ряд булавок или точек и что также недостаточно сказать только, что E находится на расстоянии 2½ делений от AD, потому что на этом расстоянии также может быть целая линия булавок или точек.
247. Вы видите также, что как только мы имеем два измерения, находящиеся под прямым углом (я надеюсь, вы не забыли, что это значит) одно к другому, то мы сейчас же можем определить положение булавки или точки на нашем листе бумаги с величайшею точностью.
248. Это же приложимо и к звездам. Я уже познакомил вас с одним измерением их, которое начинается от полюсов или определяет расстояние звезд от полюса; разность между этим числом и 90° дает нам прямо расстояние звезды и от экватора, так как экватор отстоит на 90° от каждого полюса. На прилагаемом рисунке, фиг. 47, представлен экватор и прямые линии, лежащие между ним и каждым полюсом на расстоянии 10° одна от другой.
_-_%D0%A4%D0%B8%D0%B3._47.png)
249. Очевидно таким образом, что для того чтобы совершенно точно указать положение звезды, нам нужна еще другая линия, стоящая под прямым углом к этим. Возьмите опять ваш апельсин и воткните в него ряд булавок вокруг него, который будет представлять экватор AB, фиг. 47. Затем воткните другой ряд булавок CD под прямым углом к первому ряду. Этот ряд будет иметь форму другого круга, проходящего через полюсы апельсина и пересекающего экватор в двух противоположных точках.
250. Но экватор или ряд иголок, представляющий его, может быть только в одном месте на апельсине, т. е. на половине расстояния между обоими полюсами. А другой круг из другого ряда булавок вы можете поместить, где вам угодно и можете вообразить бесчисленное множество таких кругов и все они будут под прямым углом к экватору, все будут пересекать экватор в двух противоположных точках и все будут проходить через полюсы; мы можем вообразить их на расстоянии 1°, 10° или какого угодно числа градусов один от другого. Если мы представим себе, что они отстоят один от другого на 15°, то так как небо совершает свое кажущееся движение вокруг земли в течении 24 часов, один из этих кругов будет проходить над каким нибудь местом на земле каждый час, потому 15°✕24=360°.
251. Но мы справились еще не со всеми трудностями. Все эти круги совершенно одинаковы и потому нам необходимо выбрать из них один какой нибудь, чтобы начинать измерение от него, чтобы он, другими словами, был для этого измерения тем, чем служит для другого измерения экватор. Вы может быть подумаете, что следовало бы выбрать круг проходящий через самую блестящую звезду. Но это не так; выбрана одна из двух точек небесного экватора, которые лежат как раз в плоскости эклиптики (стат. 67). Эта точка называется первою точкою Овна.
252. Когда это определено, то каждый астроном должен прежде всего поставить свои часы таким образом, чтобы видимое обращение звезд вокруг земли совершалось как раз в течении 24 часов и чтобы эти часы показывали 0 ч. 0 м. 0 с., т. е. стояли бы на нулевой точке в то время, когда этот воображаемый круг, идущий через первую точку Овна, проходит через меридиан, т. е. определенный воображаемый круг, проходящий с севера на юг над головою наблюдателя, и заметить время, когда проходит через него каждая звезда. Так как каждая звезда, каково бы ни было её полюсное расстояние проходит через эту линию, то часы, если только они идут верно, и покажут расстояние каждой звезды от первой точки Овна, выраженное во времени, т. е. в часах, минутах и секундах. Таким образом мы и говорим, что прямое восхождение самой блестящей звезды «Тельца есть 4 ч. 28 м., а самой блестящей звезды в Деве, 13 ч. 18 м. и т. д.
253. Если вы поняли всё вышесказанное, то теперь знаете, что положение каждой звезды указывается и определяется:
Во-первых, её расстоянием в градусах от полюса. Оно называется её полюсным расстоянием, по которому (как показано в стат. 249) мы можем легко определить её расстояние от экватора, называемое её склонением.
И во-вторых, её расстоянием во времени от круга, который проходит через первую точку Овна. Это называется её прямым восхождением.
254. Таким образом были определены положения всех звезд и кроме того мы можем вычислить, какое положение между звездами будут занимать во всякое время солнце, луна пли какая угодно из планет.
255. Это одно из самых полезных применений науки астрономии, потому что оно дает нам возможность составить карту земной поверхности, а также дает возможность путешественнику среди необозримых и не имеющих дорог степей и пустынь, а моряку среди безбрежного океана, где не видно суши, в точности определить место на земной поверхности, на котором он находится в данное время.
256. Посмотрим же теперь, каким образом мы можем определить положение какого нибудь места на земле. Если бы кто-нибудь спросил у вас, где находится соседний город или деревня, то вы вероятно сказали бы, что он отстоит от вас на столько то верст, лежит по такой то дороге или находится в таком то направлении от вашего дома, напр. на юго-запад. Этот ответ очень хорош для небольших расстояний; но нельзя было бы определить все места по их расстоянию и направлению от вашего дома или от какого нибудь другого места. Если бы земля была плоскою, то мы могли бы употребить метод разъясненный в стат. 245; но так как земля не плоска, то этот метод не годится, а вместо его употребляется другой, состоящий в следующем: в каждом полушарии мы измеряем расстояния от экватора к полюсу и если вы посмотрите на глобус, то увидите, что на нём есть несколько кругов, проведенных на равном расстоянии один от другого между полюсами и экватором. Эти круги называются параллелями широты.
257. Припомните, что положения небесных тел определяются расстоянием их от земного полюса и при помощи их кажущегося движения. Теперь если вы подумаете немного, то поймете, что если бы нам известно было, что какая нибудь звезда имеет северное полюсное расстояние 0°, то эта звезда стояла бы как раз над нашею головою, если бы мы находились на северном полюсе, и таким образом вы бы могли узнать, что вы находитесь на полюсе, если бы вам казалось, что эта звезда стоит у вас как раз над головою. Также точно если бы известно было, что полюсное расстояние какой нибудь звезды равняется 90°, то эта звезда проходила бы у вас как раз над головою, если бы вы находились на экваторе.
258. Подобным же образом для всякого места к северу или югу от экватора мы можем определить расстояние в градусах этого места от экватора, узнавши, какая звезда или другое небесное тело, склонение которого (стат. 253) нам известно, проходит как раз над головою наблюдателя находящегося в этом месте. В этом и заключается значение и смысл экватора и кругов параллельных с ним, которые вы видите на картах и глобусах. Наблюдение, принцип которого я объяснил вам, необходимо для того, чтобы определить и отметить на карте или глобусе положение какого бы то ни было места. Таким образом напр. вы увидите на карте, что расстояние Лондона от экватора показано в 51½° N, потому что звезда γ Дракона с северным склонением в 51½° проходит как раз над Лондоном.
259. Это расстояние места от земного экватора называется широтою места, а расстояние его от небесного экватора называется склонением (жаль, что оба они не называются одним словом), и мы конечно имеем северную (N) широту и южную (S) широту, также как имеем северное и южное склонение.
260. Широта места может быть определена также посредством кажущейся высоты Полярной звезды над горизонтом, совершенно также как определяется круглота земли. Наблюдатель, находящийся на экваторе, видит Полярную звезду на своем горизонте; высота её тогда будет 0°; но если наблюдатель пройдет около 102¾ верст к северу, то полярная звезда будет на 1° выше его горизонта и значит его широта будет тогда 1° и так далее высота полярной звезды и широта места постепенно увеличиваются до 90° на обоих полюсах. Таким образом если мы в каком нибудь месте и в какое нибудь время измерим высоту полярной звезды, то сразу же узнаем широту нашего места и можем тогда определить и указать свое место на карте или глобусе.
261. При этих наших наблюдениях мы воображали такую полярную звезду только для простоты, но на самом деле нет звезды, которая бы находилась как раз на полюсе и та звезда, которая называется полярною, находится на расстоянии около 1½ градуса от него, так что точка полюса выбрана по соглашению.
262. Но вы однако поймете, что подобно тому и по той же самой причине как может быть много булавок на вашем апельсине, находящихся на одинаковом расстоянии от полюса апельсина, может быть и много звезд, имеющих одинаковое полюсное расстояние, и многие места на Земле могут иметь одинаковую широту. Так напр. Неаполь находится почти на такой же широте как Пекин и Нью-Йорк.
263. Таким образом для того, чтобы окончательно определить положение какого нибудь места на земной поверхности, нам нужно еще кое-что, что было бы для земли тем же, чем для неба служит прямое восхождение. Это кое-что называется долготой.
264. Для определения её географы подражают астрономам; они воображают круг, опоясывающий землю, пересекающий земной экватор под прямым углом в двух противоположных точках и проходящий через полюсы земли; и они начинают свои измерения и свой счет с этого круга.
265. Вы конечно спросите, где же находится этот круг. Это всё равно, где бы мы ни назначили эту исходную точку; и само собою разумеется, что каждая из главных наций имеет свою особенную точку, и считает с того круга, который проходит через паутинную нить, обозначающую центр одного из главных астрономических инструментов в первой обсерватории, какую имеет нация. Так напр. в России долгота считается от круга, проходящего через центр транзитного или пассажного инструмента, находящегося в Пулковской обсерватории близ Петербурга. В Англии она считается от центра такого же инструмента, находящегося в обсерватории в Гринвиче. В Америке долгота считается таким же образом от Вашингтонской обсерватории; во Франции от Парижской обсерватории и так далее.
266. Теперь является вопрос, каким же образом измеряется долгота? Положение места на земле к востоку или западу от круга, проходящего через Пулково или Гринвич, определяется совершенно также, как определяется положение звезды к востоку или западу от круга, который проходит через воображаемую первую точку Овна. Тут всё дело во времени.
267. Для разъяснения этого, обратимся опять к апельсину, вращающемуся на вязальной игле. Вообразите себе круг, проходящий через полюсы и Пулково (или Гринвич) и изобразите его на апельсине рядом булавок. Пусть каждая булавка представляет наблюдателя с часами показывающими время по Пулковскому (Гринвичскому) времени; и пусть одна из них представляет наблюдателя в Пулково (Гринвиче); наконец пусть свечка или лампа изображает звезду. Затем вращайте апельсин с запада на восток, как показано на фиг. 9, чтобы изобразить движение земли. Линия булавок вся пройдет между свечкой и вязальной иголкой в одно время. Таким образом все часы наших воображаемых наблюдателей покажут прохождение звезды в один и тот же момент.
268. Таким образом все места, лежащие как раз к северу или югу от Пулкова (от Гринвича) будут иметь такую же исходную или начальную точку времени как Пулково (Гринвич); другими словами они все будут иметь одинаковую долготу.
269. Теперь возьмем булавку, изображающую Пулково (Гринвич) и воткнем ее к западу от ряда булавок. Так как апельсин движется от запада к востоку, то ясно, что эта булавка, изображающая Пулково (Гринвич), пройдет между вязальной иглой и лампой после ряда булавок, которые пройдут это же место раньше её. Другими словами будет разница между временем, в которое проходит мимо лампы ряд булавок и временем, в которое проходит мимо неё одиночная булавка, так как часы везде идут по пулковскому времени (гринвичскому). Положим теперь, что в месте, где находится ряд булавок, 1 час пополудни по пулковскому (гринвичскому) времени; в таком случае очевидно, что так как одиночная булавка, изображающая Пулково (Гринвич), пройдет мимо лампы после, то и часы в самом Пулкове будут показывать во время прохождения позже 1 часу, а положим 2 ч. Значит разница между двумя местами, т. е. тем, которое занято рядом булавок и тем, которое занято одиночною булавкою, составляет один час и значит все места, имеющие одинаковую долготу и представляемые рядом булавок находятся и ставятся на карте к востоку от одиночной булавки, представляющей Пулково (Гринвич).
270. Вообразим теперь, что наша лампа представляет солнце. В каждом месте солнцем определяется местное время, потому что в каждом месте считается 12 часов или полдень в тот момент, когда солнце находится на юге или переходит в полдень через меридиан. Поэтому если я знаю это местное время и знаю также пулковское (гринвичское) время, то могу сказать во первых, нахожусь ли я в востоку или западу от Пулкова и во вторых как далеко в востоку или к западу. Если напр. у меня по местному времени только 10 часов утра, тогда как в этот самый момент в Пулкове (Гринвиче) уже 12 часов (полдень), то значит я нахожусь к западу от Пулкова (Гринвича) и земля в моем месте должна еще вращаться два часа, прежде чем оно поравняется с солнцем. Если же у меня по местному времени уже 2 часа пополудни в то время как в Пулкове (Гринвиче) только еще 12 часов (полдень), то значит я нахожусь восточнее от Пулкова (Гринвича) и прохожу мимо солнца раньше его двумя часами. Такая разница во времени на 12 часов равняется 180°; на 6 часов=90° к востоку или западу; на 3 часа=45° к востоку или западу и так далее; так что это совершенно все равно, будем ли мы считать долготу градусами или часами, потому что так как экватор разделен на 360° или на 24 часа, то каждый час соответствует 15°. Мы можем выражать долготу места по его расстоянию в часах и к востоку от Пулкова (Гринвича), так что вместо того чтобы говорить, что место находится на 23 часа к западу от Пулкова, мы можем сказать, что оно находится на расстоянии 1 часа от него к востоку.
271. На практике бывает затруднительно в каком нибудь отдаленном от Пулкова (Гринвича) месте узнать в точности пулковское время. Было испробовано много способов для того чтобы давать знать наблюдателю на какой нибудь отдаленной станции, какое время бывает в известный момент на другой станции. Пускали ракеты, палили из пушек, зажигали огни; но всё это достигало цели только на небольших расстояниях. Поэтому при больших расстояниях употреблялись тщательно устроенные и выверенные часы, которые и переносились с одной станции на другую, чтобы знать верно время. Но в настоящее время, когда телеграфные проволоки проведены из одних мест в другие, напр. из Англии по океану в Америку, весьма легко дать знать на всякую другую станцию, какое время в известной станции. На кораблях хронометры (часы) также годятся для небольших расстояний, но они подвержены колебаниям, могут то спешить, то отставать.
272. Есть некоторые астрономические явления, момент возникновения которых может быть наперед вычислен и предсказан и которые совершаются так далеко от земли, что бывают видимы на значительной части её поверхности в один и тот же момент времени; таковы напр. затмения спутников Юпитера и положение нашей луны; о них печатается в мореходных альманахах. Предположим, что затмение одной из лун Юпитера происходит по пулковскому времени (или гринвичскому) в 1 час по полудни, а в каком нибудь другом месте в 2 часа пополудни по местному времени; в этом случае очевидно, что в тот момент, как пулковские часы показывают 1 час пополуд., местные часы этого места показывают 2 часа попол. и значит местное время разнится на 1 час и потому самое место находится к востоку от Пулкова (или Гринвича) на расстоянии 1 часа или 15°. А если бы затмение спутника Юпитера произошло в каком нибудь месте в 12 часов или в полдень, тогда это место находилось бы к западу от Пулкова на расстоянии тоже одного часа.