008_025_ATLAS NIEBA
10
8/7/10
15:09
Page 10
TROCH¢ HISTORII
10 TYSI¢CY LAT ASTRONOMII
A
STONEHENGE, OKO¸O 2800 r. p.n.e.
Najbardziej spektakularna cz´Êç jest tworem póêniejszym; sk∏ada si´ z 30 kamiennych s∏upów, podtrzymujàcych poprzeczne kamienie tak, by tworzy∏y kràg o Êrednicy blisko 30 metrów, usytuowany 5 metrów nad ziemià. Pierwotnà budowl´ megalitycznà tworzy∏ wa∏ o Êrednicy oko∏o 100 metrów, wewnàtrz którego wykopano 56 dziur metrowej g∏´bokoÊci. Na zewnàtrz sta∏ menhir o wysokoÊci 6 metrów, wskazujàc patrzàcemu ze Êrodka obserwatorowi miejsce wschodu S∏oƒca w dniu przesilenia letniego. W dziury wk∏adane by∏y drewniane tyczki, które w podobny sposób pokazywa∏y wa˝ne punkty skomplikowanej drogi Ksi´˝yca po niebosk∏onie.
stronomia, czyli badanie cia∏ niebieskich, ich ruchów oraz zjawisk z nimi zwiàzanych, jest z ca∏à pewnoÊcià najstarszà z nauk. Mo˝na powiedzieç, ˝e narodzi∏a si´ ona razem z ludzkoÊcià, gdy˝ nierozerwalnie ∏àczy∏a si´ z naturalnà sk∏onnoÊcià cz∏owieka do rozmyÊlaƒ, z jego potrzebà mierzenia czasu, porzàdkowania rzeczy, które zrozumia∏ (lub wydawa∏o mu si´, ˝e zrozumia∏), znajdowania w∏aÊciwego kierunku w przestrzeni, orientowania si´ podczas podró˝y, organizowania prac na roli i, ogólnie rzecz bioràc, panowania nad naturà i porami roku oraz planowania przysz∏oÊci. Nieprzypadkowo nawet w najstarszych stanowiskach archeologicznych odnajdujemy zaskakujàce powiàzania z astronomià. Stonehenge, najs∏ynniejszy zabytek paleolityczny, zosta∏ zbudowany w zgodzie z dok∏adnymi ustaleniami astronomicznymi, ale to nie jedyny taki przyk∏ad. Astronomia odgrywa∏a wa˝nà rol´ podczas tworzenia kromlechów i bretoƒskich menhirów, angielskich trylitów, irlandzkich monolitów i kurhanów, kamiennych kr´gów Indian pó∏nocnoamerykaƒskich oraz Casa Rinconada Indian Anasazi. Budowle o astronomiczno-religijnym znaczeniu wyst´powa∏y w kulturze Majów, w Uaxactun, Copan i Caracol, oraz u Inków, w Cuzco i Machu Picchu. Istnia∏y równie˝ staro˝ytne obserwatoria astro-
nomiczne, pe∏niàce funkcje ju˝ czysto poznawcze – u Indian, Arabów, Chiƒczyków... Rozwijajàce si´ badania archeo-astronomiczne dostarczajà coraz liczniejszych dowodów na to, ˝e dawne ludy dysponowa∏y sporà wiedzà astronomicznà. Tak wi´c data, od której liczymy Êwiadomy udzia∏ cz∏owieka w teatrze nieba, jest odsuwana w coraz dalszà przesz∏oÊç. Najstarszymi Êladami tych zainteresowaƒ cz∏owieka mogà byç rysunki naskalne w Lascaux. Niezale˝nie od tego, czy taka ich interpretacja jest uzasadniona czy nie, nie ulega wàtpliwoÊci, ˝e kontemplacja nocnego nieba musia∏a wzbudzaç zdumienie i strach, prowokowaç odwieczne pytania: czym sà cia∏a niebieskie? Dlaczego i jak si´ poruszajà? Czy sà od siebie zale˝ne? I pytanie bodaj najwa˝niejsze: czy wywierajà wp∏yw na Ziemi´ oraz na losy jej mieszkaƒców? A jeÊli tak, to czy cz∏owiek potrafi przewidzieç przysz∏oÊç z ruchów planet? Na tego rodzaju pytania w ka˝dej kulturze, w ka˝dej epoce znajdowano odmienne odpowiedzi, nierzadko b´dàce podstawà z∏o˝onych mitów kosmologicznych.
OD PIERWSZYCH ASTRONOMÓW DO ARYSTOTELESA Pierwszymi astronomami, znanymi ze êróde∏ historycznych, byli Sumerowie, piszàcy na glinianych ta-
8/7/10
15:09
Page 15
MIKO¸AJ KOPERNIK Jako spokojny, pos∏uszny i szanowany cz∏owiek KoÊcio∏a Kopernik wzdraga∏ si´ przed publicznym kwestionowaniem autorytetów w obronie swojej teorii. Niektórzy, porównujàc go z Giordano Bruno, który – zainspirowany dzie∏em polskiego astronoma – nie ba∏ si´ g∏osiç idei nieskoƒczonoÊci
tycznym”, który pozwala∏ obliczaç po∏o˝enia planet. Co ciekawe, tym samym sformu∏owaniem pos∏ugiwano si´ póêniej w celu rozpowszechniania odmiennych hipotez astronomicznych, tak by nie nara˝aç si´ na krytyk´ KoÊcio∏a i tradycjonalistów. Gdyby Ptolemeusz nie zdecydowa∏ si´ na ulepszenie modelu Arystotelesa, komplikujàc go jeszcze bardziej, lecz przyjà∏ prostsze i bli˝sze prawdzie rozwiàzanie Arystarcha, historia potoczy∏aby si´ zupe∏nie inaczej. Po Ptolemeuszu hipoteza heliocentryczna popad∏a w zapomnienie i przez ponad 1300 lat wszyscy uwa˝ali, ˝e nasza planeta rzeczywiÊcie tkwi nieruchomo w Êrodku wszechÊwiata, zbudowanego z wielu obracajàcych si´ sfer i okr´gów. Ptolemeusz zawar∏ swój system w dziele Mathematiké syntaxis, czyli Matematyczny zbiór. We wczesnym Êredniowieczu arabscy uczeni dodali okreÊlenie al-mad˝isti, oznaczajàce „najwi´kszy”, i traktat sta∏ si´ znany jako Almagest. W tym monumentalnym dziele autor przedstawi∏ nowà wersj´ staro˝ytnej astronomii i to jemu zawdzi´czamy znacznà cz´Êç wiedzy o odkryciach w poprzednich stuleciach. Podsumowujàc i doskonalàc pomys∏y Apolloniosa i Hipparcha, ∏àczàc je z wynikami w∏asnych badaƒ, Ptolemeusz stworzy∏ teori´, która dobrze opisywa∏a wyniki obserwacji. Jego wszechÊwiat sk∏ada∏ si´ z 40 kó∏, poruszajàcych si´ zgodnie, jak w wielkim zegarze mechanicznym, który z up∏ywem czasu powoli zaczyna êle chodziç, ale wtedy wystarczà drobne poprawki, by przywróciç porzàdek. Tak olbrzymie i z∏o˝one dzie∏o móg∏ stworzyç tylko wielki matematyk, nic wi´c dziwnego, ˝e model geocentryczny przetrwa∏ wieki pod nazwà systemu Ptolemeusza. Prawd´ powiedziawszy, nie∏atwo by∏o póêniej zaproponowaç inny model wszechÊwiata: Almagest jest dzie∏em tak z∏o˝onym, ˝e uproszczenie go prowadzi∏oby do b∏´dnych rezultatów. Poza tym teoria geocentryczna pasowa∏a do wizji Êwiata akceptowanej przez rosnàce w si∏´ chrzeÊcijaƒstwo: wydawa∏o si´ logiczne, ˝e planeta, którà Bóg stworzy∏ dla cz∏owieka, znalaz∏a si´ w centrum wszechÊwiata. W ten sposób matematyczna hipoteza greckiego uczonego sta∏a si´ dogmatem i rozmyÊlanie nad innymi mode-
wszechÊwiata i wieloÊci Êwiatów pozaziemskich, za co zosta∏ spalony na stosie, przypi´li Kopernikowi ∏atk´ tchórza. Tymczasem jego powÊciàgliwoÊç mog∏a wynikaç z fascynacji filozofià Pitagorasa, który uwa˝a∏, ˝e odkrycia nale˝y rozpowszechniaç wÊród wàskiej elity. Po co mówiç do tych, którzy nie chcà s∏uchaç i nie sà w stanie zrozumieç?
Po co ryzykowaç pot´pienie ze strony osób niekompetentnych? Innymi s∏owy, Kopernik mia∏ swoje powody, by milczeç, i w pewnym sensie postàpi∏ podobnie jak Galileusz, który, chcàc kontynuowaç badania, zastosowa∏ si´ do narzuconego mu przez KoÊció∏ nakazu milczenia.
lami kosmosu zacz´∏o byç niebezpieczne. Zniszczyç geocentryczny system deferentów i epicykli i przedstawiç prostszà wizj´ Êwiata móg∏ jedynie umys∏ na miar´ Ptolemeusza: wielki astronom, który wykorzysta∏by gromadzone przez stulecia wyniki obserwacji, genialny matematyk, zdolny odrzuciç przesàdy i przeprowadziç jasny dowód s∏usznoÊci nowej hipotezy, uczony, który rozpropagowa∏by rewolucyjnà teori´ budowy wszechÊwiata wbrew zachowawczemu stanowisku KoÊcio∏a. LudzkoÊç musia∏a poczekaç ponad tysiàc lat, zanim pojawili si´: Miko∏aj Kopernik, Tycho Brahe, Johannes Kepler i Galileusz, którzy stworzyli nowà astronomi´.
WSZECHÂWIAT KOPERNIKA S∏oƒce znajduje si´ w centrum wszechÊwiata. Ziemia z Ksi´˝ycem krà˝à wokó∏ S∏oƒca. Wewnàtrz orbity naszego globu w´drujà Merkury i Wenus, a na zewnàtrz – Mars, Jowisz i Saturn. Tak jak u Ptolemeusza, wszechÊwiat otacza i zamyka sfera gwiazd, symbolizowana na poni˝szej rycinie przez gwiazdozbiory zodiaku.
15
KOPERNIK, CZYLI PRZEWRÓT W koƒcu cz∏owiek wyp∏ynà∏ daleko poza S∏upy Herkulesa i przekona∏ si´, ˝e wbrew powszechnemu przekonaniu Ziemia nie jest p∏aska, lecz kulista. Rozwój sztuki drukarskiej w drugiej po∏owie XV w.
TROCH¢ HISTORII
008_025_ATLAS NIEBA
008_025_ATLAS NIEBA
10 TYSI¢CY LAT ASTRONOMII
16
8/7/10
15:09
Page 16
TYCHO BRAHE I JOHANNES KEPLER Portrety namalowane w dworskim stylu epoki pokazujà Tychona Brahego (po lewej) i Johannesa Keplera (po prawej) w czasie, gdy byli cesarskimi matematykami.
SFERA ARMILARNA Rysunek sfery armilarnej z kodeksu mediolaƒskiej Biblioteca Ambrosiana. Przyrzàd pokazuje wszechÊwiat i ruchy cia∏ niebieskich zgodnie z koncepcjà Ptolemeusza.
OBSERWATORIUM BRAHEGO Obserwatorium Stjerneborg, które zbudowa∏ Brahe. Rycina (na sàsiedniej stronie) przedstawia tylko widoczne na zewnàtrz instrumenty i kopu∏y; ca∏a reszta znajdowa∏a si´ pod ziemià.
sprawi∏, ˝e informacje o nowych odkryciach oraz opisy podró˝y i nigdy wczeÊniej nieoglàdanego nieba po∏udniowego szybko rozprzestrzenia∏y si´ w Europie. Wszystko to wywar∏o du˝y wp∏yw na astronomi´. Podró˝nicy wyruszajàcy do odleg∏ych krain potrzebowali coraz dok∏adniejszych tablic astronomicznych, które pozwala∏yby okreÊlaç po∏o˝enie geograficzne. Poprawy wymaga∏ równie˝ kalendarz, gdy˝ ten, który znajdowa∏ si´ w u˝yciu, zosta∏ wprowadzony jeszcze za Juliusza Cezara! LudzkoÊç potrzebowa∏a nowych rozwiàzaƒ, a nie ratowania systemu Ptolemeusza przez ulepszanie skomplikowanego uk∏adu obracajàcych si´ kó∏. Rewolucyjne rozwiàzanie zaproponowa∏ Miko∏aj Kopernik (1473–1543). Odrzuci∏ to wszystko, czego nauczy∏ si´ w m∏odoÊci o budowie wszechÊwiata, zanegowa∏ utrwalane przez stulecia poglàdy filozofów, uczonych oraz teologów i oÊwiadczy∏, ˝e zmys∏y wprowadzajà nas w b∏àd: naprawd´ bowiem S∏oƒce, które wschodzi, w´druje po niebie i zachodzi, jest nieruchome, a porusza si´ Ziemia. W czasach, kiedy za nieprawomyÊlne poglàdy mo˝na by∏o skoƒczyç na stosie, Kopernik usunà∏ cz∏owieka, syna Boga, z centrum wszechÊwiata i stwierdzi∏, ˝e Ziemia to tylko jedna z planet, krà˝àcych wokó∏ S∏oƒca. Jednak˝e polski astronom podziela∏ poglàdy Pitagorasa, którego zdaniem odkrycia naukowe nale˝y rozpowszechniaç jedynie wÊród nielicznej grupy zainteresowanych. Dzie∏o O obrotach (De revolutionibus) Kopernika powstawa∏o w odosobnieniu i ma charakter czysto teoretyczny. Kopernik dokona∏ troch´ w∏asnych obserwacji, zaufa∏ danym znalezionym w traktatach staro˝ytnych astronomów i zgromadzi∏ uwagi krytyczne na temat systemu Ptolemeusza. Jak napisa∏ w swoim dziele, to w∏aÊnie ró˝ne opinie oraz niespójnoÊci i wàtpliwoÊci, na jakie natrafi∏, przekona∏y go, ˝e w teorii geocentrycznej nie wszystko si´ zgadza. Niemniej, tak jak u Ptolemeusza, konstrukcje Kopernika sà ÊciÊle geometryczne, a jego poglàdy w zasadzie arystotelesowskie. S∏oƒce znajduje si´ wprawdzie
w centrum wszechÊwiata, wokó∏ którego krà˝à planety, ale reszta pozostaje w∏aÊciwie bez zmian: orbity to idealne okr´gi, „naturalny ruch” Ziemi nie wymaga dzia∏ania si∏y, a Ziemia, S∏oƒce i wszechÊwiat majà kszta∏t kulisty, poniewa˝ „jest ze wszystkich najdoskonalszy” i „przystoi temu, co ma wszystko objàç i wszystko zachowaç”. W teorii tej pojawia si´ te˝ jednak coÊ ca∏kowicie nowego: wbrew Êwiadectwu zmys∏ów uczony wierzy, i˝ Ziemia rzeczywiÊcie si´ porusza, a astronomiczna geometria opisuje prawdziwà budow´ machiny Êwiata. Kopernik pracowa∏ nad systemem heliocentrycznym oko∏o 25 lat, utrzymujàc to w tajemnicy i obawiajàc si´ szyderstw osób nieznajàcych si´ na rzeczy. Gdy przekroczy∏ wiek 60 lat, wcià˝ nie móg∏ si´ zdecydowaç na og∏oszenie swojego odkrycia, ale wieÊci o nim powoli rozprzestrzenia∏y si´ w Europie. W 1539 r. Retyk, m∏ody luteraƒski profesor z Uniwersytetu w Wittenberdze, przestudiowa∏ r´kopis De revolutionibus i za zgodà twórcy napisa∏ jego streszczenie. Praca Retyka, opublikowana w 1540 r., spotka∏a si´ z olbrzymim zainteresowaniem. Okrzyczany nowym Ptolemeuszem, polski astronom w koƒcu zgodzi∏ si´ na wydanie dzie∏a, ale nie dane mu by∏o zobaczyç, jaki wp∏yw wywar∏o ono na astronomi´, poniewa˝ zmar∏ w 1543 r. Ksià˝ka Kopernika zawiera∏a przedmow´, która nie wysz∏a spod jego pióra, a której anonimowy autor stwierdza∏, ˝e przedstawiona teoria jest tylko jednà z wielu. Dzi´ki przedmowie oraz za sprawà dobrych stosunków, jakie utrzymywa∏ Kopernik z hierarchià KoÊcio∏a, jego traktat zosta∏ oficjalnie pot´piony dopiero w 1616 r. OczywiÊcie, w kr´gach akademickich dzie∏o O obrotach wywo∏a∏o silny oddêwi´k. Jednak zmiana poglàdów na budow´ wszechÊwiata dokonywa∏a si´ powoli.
KEPLER I BRAHE: DOWODY MATEMATYCZNE Niemiec Johannes Kepler (1571–1630) studiowa∏ matematyk´ i astronomi´, czytajàc dawne dzie∏a, pisa∏ po ∏acinie oraz stawia∏ astrologiczne horoskopy,
062_075_ATLAS NIEBA
8/7/10
15:11
Page 69
JESZCZE NIE TAK DAWNO KA˚DY, KTO CHCIA¸ OBEJRZEå NIEBO PRZEZ TELESKOP, MUSIA¸ TO ROBIå W JEDNYM Z OBSERWATORIÓW
69
ASTRONOMICZNYCH I W DODATKU POD CZUJNYM OKIEM ASTRONOMÓW. OBECNIE DZI¢KI POST¢POM TECHNICZNYM DOBRE TELESKOPY SÑ POWSZECHNIE DOST¢PNE DLA MI¸OÂNIKÓW ASTRONOMII.
PRYM WIODÑ
TELESKOPY ZWIERCIADLANE.
OBSERWACJE CIA¸ NIEBIESKICH
CO OBSERWOWAå? Na niebie jest mnóstwo obiektów do oglàdania. Przede wszystkim gwiazdy: wyrobienie sobie umiej´tnoÊci ich identyfikowania wymaga nieco trenin-
gu, ale znacznie wi´cej czasu trzeba poÊwi´ciç na systematyczne poszukiwania s∏abych gwiazd, niewielkich konstelacji, gromad gwiazd i mg∏awic. Mo˝na równie˝ obserwowaç gwiazdy, których jasnoÊç ulega zmianie: gwiazdy podwójne, zmienne, a nawet nowe i supernowe. Mi∏oÊnicy astronomii, którzy stale i starannie obserwujà niebo, cz´sto pierwsi mogà zauwa˝yç takie obiekty i poinformowaç o ich pojawieniu si´ zawodowych badaczy nieba. Mi∏oÊnik astronomii nie ma jednak ˝adnych szans przy poszukiwaniu nowych galaktyk. Mimo i˝ obiekty te Êwiecà bardzo jasno, znajdujà si´ w takiej odleg∏oÊci od Ziemi, ˝e choç ich liczba si´ga setek miliardów, to go∏ym okiem, nawet bardzo
OBSERWACJE GWIAZD Nie zapominajmy, ˝e podczas nocnych obserwacji mo˝na zmarznàç: nawet w ciep∏e letnie noce weêmy ze sobà kurtk´, która ochroni nas przed wilgocià i silniejszymi powiewami wiatru.
NASZE MIEJSCE W PRZESTRZENI
N
ajpierw powinniÊmy przyjrzeç si´ niebu go∏ym okiem, aby wyrobiç sobie zmys∏ orientacji, zanim zaczniemy ∏atwo poruszaç si´ wÊród gwiazdozbiorów, gwiazd i planet. Przede wszystkim nale˝y znaleêç kierunek pó∏nocy (N), pos∏ugujàc si´, jeÊli to konieczne, kompasem. Mimo ˝e pokazuje on pó∏noc magnetycznà, która nie pokrywa si´ z geograficznà, ró˝nica (zwana deklinacjà magnetycznà) nie przekracza kilku stopni i dla naszych celów mo˝na jà pominàç. Kiedy obserwator z umiarkowanych szerokoÊci geograficznych spojrzy na niebosk∏on nad punktem kardynalnym N, spostrze˝e obszar nieba bez jasnych gwiazd, z jednà tylko jaÊniejszà Gwiazdà Polarnà, mniej wi´cej w po∏owie drogi mi´dzy horyzontem a zenitem. Znajduje si´ ona na koƒcu ogona Ma∏ej Niedêwiedzicy, a prowadzà do niej dwie jasne gwiazdy Wielkiej Niedêwiedzicy, które tworzà ty∏ Wielkiego Wozu i sà zawsze widoczne na naszym niebie jako gwiazdy oko∏obiegunowe. Inne konstelacje b´dzie mo˝na ∏atwo odnaleêç, poszukujàc ich najjaÊniejszych gwiazd za pomocà map nieba. Na pierwsze spotkanie z niebem gwiaêdzistym powinniÊmy wybraç miejsce, które nie jest ca∏kiem ciemne: chodzi o to, aby widzieç wyraênie tylko te gwiazdy, które Êwiecà najjaÊniej. Pos∏ugujàc si´ bardzo s∏abà, wyposa˝onà w specjalnà os∏on´ latarkà elektrycznà, b´dziemy uczyli si´ odnajdywaç i rozpoznawaç najwa˝niejsze gwiazdy i konstelacje. Kiedy nast´pnie zaczniemy obserwowaç s∏absze obiekty, pami´tajmy, ˝e naj∏atwiej mo˝na je dostrzec, gdy nie patrzy si´ na nie wprost, lecz zerka kàcikiem oka: podnosi to czu∏oÊç naszego wzroku. A gdy ju˝ ∏atwo potrafimy rozpoznawaç gwiazdozbiory, mo˝emy spróbowaç dostrzec wi´cej za pomocà lornetki lub niedu˝ego teleskopu.
062_075_ATLAS NIEBA
70
8/7/10
15:11
Page 70
OBIEKTY NA NIEBIE PO PRAWEJ: Wielka Mg∏awica w Andromedzie (M31) to pobliska galaktyka spiralna o Êrednicy oko∏o 200 000 lat Êwietlnych, przypominajàca Drog´ Mlecznà. Go∏ym okiem mo˝na jà dostrzec jako mglistà plamk´.
OBSERWACJE NIEBA
PONI˚EJ, OD GÓRY: Kratery na Ksi´˝ycu, tarcza Ksi´˝yca, Mars.
wytrenowanym, mo˝emy oglàdaç tylko trzy: Wielki Ob∏ok Magellana, Ma∏y Ob∏ok Magellana i galaktyk´ M31. Co wi´cej, Ob∏oki Magellana, nazwane tak na czeÊç s∏ynnego portugalskiego podró˝nika, który je odkry∏ w 1519 r., sà widoczne wy∏àcznie z pó∏kuli po∏udniowej. Wielki Ob∏ok le˝y mi´dzy gwiazdozbiorami Z∏otej Ryby i Góry Sto∏owej, a Ma∏y Ob∏ok – w konstelacji Tukana. Galaktyka M31, okreÊlana mianem Wielkiej Mg∏awicy w Andromedzie, gdy˝ widnieje w jej gwiazdozbiorze, jest od nas oddalona o 2,3 x 106 lat Êwietlnych. Nale˝à do niej dwie doÊç jasne galaktyki satelitarne, NGC 221 i NGC 205, których jednak nie widaç go∏ym okiem. Z pewnoÊcià wi´cej satysfakcji dajà obserwacje cia∏ Uk∏adu S∏onecznego. Ksi´˝yc ze zmieniajàcym si´ nieustannie wyglàdem; skaliste planety, zw∏aszcza Wenus i Mars, gdy˝ Merkurego trudniej dostrzec ze wzgl´du na bliskoÊç S∏oƒca; gazowe olbrzymy z licznymi ksi´˝ycami, takie jak Jowisz, czy te˝ Saturn z jego pierÊcieniami. Przy odrobinie szcz´Êcia mo˝emy dostrzec planetoid´ lub komet´. Planety ∏atwo jest odró˝niç od gwiazd. Po pierwsze, ich Êwiat∏o jest mniej migotliwe podczas przechodzenia przez ziemskà atmosfer´, gdy˝ nie sà one punktowymi êród∏ami Êwiat∏a. Po drugie, przemieszczajà si´ na tle gwiazd i zmian´ po∏o˝enia planet mo˝na zauwa˝yç ju˝ po kilku dniach, wi´c ich ruch daje si´ stosunkowo ∏atwo przewidzieç
i obliczyç. Trudniej przedstawia si´ sprawa z kometà. Gdy nie znajduje si´ ona wystarczajàco blisko S∏oƒca i nie rozwinie warkocza, odkrycie jej poÊród innych cia∏ niebieskich wymaga cierpliwoÊci i bystrego oka. Pi´kny spektakl tworzà spadajàce gwiazdy, czyli meteory, które co pewien czas wchodzà w ziemskà atmosfer´ ca∏ymi grupami (mówimy wówczas o roju lub deszczu meteorów; daty tego zjawiska sà znane). Spadajàcych gwiazd nie mo˝na obserwowaç za pomocà instrumentu, przyda si´ natomiast aparat fotograficzny z otwartà migawkà. S∏oƒca nigdy nie nale˝y oglàdaç bezpoÊrednio, go∏ym okiem, gdy˝ mo˝e to groziç uszkodzeniem wzroku, a u˝ywanie do tego celu lornetki lub teleskopu mo˝e zakoƒczyç si´ Êlepotà. Sprawy nie rozwiàzujà te˝ zadymione szkie∏ka czy niepewne filtry, poniewa˝ wymaga to w dalszym ciàgu bezpoÊredniego spoglàdania na tarcz´ s∏onecznà, czego trzeba unikaç. Najlepszy sposób prowadzenia obserwacji S∏oƒca wynaleziono ju˝ w czasach Galileusza: wystarczy rzutowaç jego obraz na ekran. W tym wypadku nale˝y si´ upewniç, czy ekran nie rozgrzewa si´ za mocno i czy nie grozi to po˝arem, poniewa˝ instrument skupia s∏oneczne promieniowanie, które mo˝e zapaliç papier. Optymalny okres dla obserwacji S∏oƒca to poranek lub póêny wieczór, kiedy jasnoÊç s∏onecznego dysku maleje i ∏atwiej jest rozró˝niç na obrazie szczegó∏y fotosfery.
062_075_ATLAS NIEBA
8/7/10
15:11
Page 71
OBRAZY NIEBA PO PRAWEJ: Zdj´cie komety Hyakutake.
71
PONI˚EJ, OD GÓRY: Saturn, Plejady, zdj´cie S∏oƒca w H-α.
Niewiele trzeba, aby obserwowaç cia∏a niebieskie, ale warto wspomnieç o kilku rzeczach. Nale˝y czyniç to w wygodnych warunkach. Uwa˝ajmy na sztywnoÊç karku i ból pleców, zw∏aszcza zimà. Zazwyczaj wystarczy le˝ak lub koc, ale pami´tajmy, ˝e nocà cz´sto jest wilgotno. Nawet latem trzeba ubieraç si´ odpowiednio. Przyda nam si´ kompas i latarka elektryczna. Najwa˝niejsze sà jednak instrumenty, choç tak˝e bez specjalistycznych przeprowadzimy wiele wspania∏ych obserwacji. Du˝o mo˝na dostrzec go∏ym okiem lub za pomocà lornetki (o powi´kszeniu 6–8 razy), jakiej u˝ywa si´ do obserwowania ptaków. Najprostsza lornetka uka˝e nam ksi´˝yce Jowisza, niektóre mg∏awice i szczegó∏y powierzchni Ksi´˝yca. Równie˝ fotografowanie cia∏ niebieskich nie jest trudne. Wystarczy aparat fotograficzny i stabilny statyw. Je˝eli obiekty, które chcemy uwieczniç na zdj´ciach, nie sà jasne, przyda nam si´ specjalna kamera mocowana do teleskopu, który jest wyposa˝ony w urzàdzenie kompensujàce ruch obrotowy sfery niebieskiej. Najwi´ksi entuzjaÊci mogà zaopatrzyç si´ w teleskop, który powi´ksza znacznie bardziej ni˝ lornetka.
INSTRUMENTY: LORNETKI I TELESKOPY Lornetki do obserwacji cia∏ niebieskich powinny mieç okreÊlone cechy. Przede wszystkim musimy rozumieç informacj´, która dotyczy w∏asnoÊci optycznych przyrzàdu. Zwykle sà to dwie liczby, np. 8 x 30, które oznaczajà, odpowiednio, powi´kszenie i Êrednic´ obiektywu w milimetrach. Wy˝sze wartoÊci powodujà zmniejszenie pola widzenia i jasnoÊci obrazu, wi´c nie ma sensu u˝ywaç lornetek z du˝ym powi´kszeniem do obserwacji s∏abej gwiazdy: nie zobaczymy jej lepiej ni˝ go∏ym okiem. Przy powi´kszeniach przekraczajàcych 10 powinniÊmy u˝ywaç statywu. Pami´tajmy, ˝e powi´ksza si´ nie tylko obraz
obiektu, lecz tak˝e zaburzeƒ atmosferycznych, zamazujàc od pewnego momentu szczegó∏y obrazu. Powi´kszenie odgrywa wa˝nà rol´ wówczas, gdy obserwujemy niepunktowe êród∏a Êwiat∏a, takie jak Ksi´˝yc, planety, komety i mg∏awice. Jednak˝e na niewiele si´ przyda, gdy spoglàdamy na gwiazdy: niezale˝nie od powi´kszenia zawsze b´dà to Êwietliste, nieco rozmyte punkciki. W takim przypadku znacznie wa˝niejsza jest jasnoÊç obrazu. Nic po lornetce, która nie mo˝e zebraç odpowiedniej iloÊci Êwiat∏a. A o tym decyduje apertura, czyli Êrednica obiektywu. Bioràc to wszystko pod uwag´, najlepiej zaopatrzyç si´ w lornetk´ 7 x 50. Ma ona wystarczajàco du˝e pole widzenia, by objàç obiekty u∏atwiajàce orientacj´, i rozdzielczoÊç si´gajàcà 15’’, dzi´ki czemu pozwala dostrzec cia∏a o jasnoÊci 10 wielkoÊci gwiazdowych (oko∏o 490 razy s∏absze od granicznej jasnoÊci dla oka nieuzbrojonego). Lornetka wa˝y zazwyczaj ponad kilogram i trudno przez d∏u˝szy czas utrzymaç jà nieruchomo w r´kach, dlatego warto pomyÊleç o statywie, który zapobiegnie drganiom obrazu (i który nie jest drogi). Dost´pne sà lornetki z powi´kszeniem 4, 7, 10, 20 i 30, ale nie ma sensu kupowanie pot´˝niejszych, gdy˝ ma∏e teleskopy dajà powi´kszenia stu- i dwustukrotne, a kosztujà tyle samo. Trzeba si´ wi´c dobrze zastanowiç, czy nie lepiej kupiç teleskop. OczywiÊcie i ten instrument ma swoje zalety i wady. Na przyk∏ad nawet
NASZE MIEJSCE W PRZESTRZENI
WYPOSA˚ENIE
086_109_ATLAS NIEBA
8/7/10
15:15
Page 86
PÓ¸KULA PÓ¸NOCNA
86
OBSZARY BIEGUNOWE (63°30’), PÓ¸NOC PRZESILENIE ZIMOWE (21 XII) NA TYCH SZEROKOÂCIACH TO OKRES D¸UGICH NOCY. NAD OBSZARAMI PO¸O˚ONYMI DALEJ NA PÓ¸NOC S¸O¡CE POJAWI SI¢ DOPIERO LATEM. DZIE¡ TRWA TUTAJ BARDZO KRÓTKO. POGODA ZAZWYCZAJ JEST BRZYDKA, ALE GDY CHMURY ZNIKNÑ, ZIMOWE NOCNE NIEBO JAÂNIEJE GWIAZDAMI.
OBSERWACJE NIEBA
NIEBOSK¸ON PÓ¸NOCNY Linia β–α Wielkiej Niedêwiedzicy wskazuje Gwiazd´ Polarnà, a linia ζ–η Ma∏ej Niedêwiedzicy prowadzi do gwiazdy Eltanin, najjaÊniejszej w Smoku. Rastaban i Eltanin w Smoku wska˝à gwiazd´ Sadr w Êrodku ¸ab´dzia, a linia Sadr–Deneb (w ogonie ¸ab´dzia) kieruje ku gwieêdzie Caph (β) w Kasjopei, o charakterystycznym kszta∏cie litery W. Linia α–β Kasjopei pokazuje α Cefeusza, a linia γ–α – gwiazd´ Alpheratz, nale˝àcà i do Pegaza, i do Andromedy.
NIEBOSK¸ON PO¸UDNIOWY Nisko nad horyzontem Êwieci charakterystyczny Orion z trzema gwiazdami Pasa na równiku. Po prawej wskazujà one Aldebarana, najjaÊniejszà z gwiazd Byka. Po lewej tu˝ nad horyzontem widaç Syriusza w Wielkim Psie, najjaÊniejszà gwiazd´ nieba. Linia Rigel–Alnilam–Betelgeza prowadzi do Kastora (α Bliêniàt) i blisko le˝àcego Polluksa (β Bliêniàt). W Bliêni´tach linia β–α kieruje ku β Woênicy w pobli˝u Kapelli.
60 2
40
8. 9. 10. 11. 12. 13. 14.
11
7
A
40
3
6
20
20
1 12
10 4
5
9 8
W
300
330
N
30
Z
80
60
E
80
60
60 18
14
28
23
40
40 29
22 17 20
13
27
20
26
15. 16. 17. 18. 19. 20. 21.
Sekstans Hydra Rak RyÊ Ma∏y Pies Jednoro˝ec Wielki Pies
150 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28.
S Bliêni´ta Woênica Orion Zajàc Erydan Byk Perseusz
32
25
21
120
31
24
16
Herkules Korona Pó∏nocna Wielka Niedêwiedzica Wolarz Warkocz Bereniki Lew Ma∏y Lew
30
19 20
E Pegaz Kasjopeja Cefeusz ¸ab´dê Lutnia Smok Ma∏a Niedêwiedzica
80
60
15
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Z
80
210 29. Trójkàt 30. Baran 31. Ryby 32. Wieloryb A. Galaktyka M31
240
W
086_109_ATLAS NIEBA
8/7/10
15:16
Page 87
PÓ¸KULA PÓ¸NOCNA
OBSZARY BIEGUNOWE (63°30’), PÓ¸NOC RÓWNONOC WIOSENNA (21 III)
87
NOC CORAZ SZYBCIEJ ULEGA SKRÓCENIU. OKO¸O RÓWNONOCY ODBYWA SI¢ TO NAJSZYBCIEJ. POD LWEM, ÂWIECÑCYM NA PO¸UDNIU, ZNAJDUJE SI¢ WIELE GALAKTYK.
Z
80
80 60
60 7
40
40
8
1
9
6
3
20
20
13
14
5
4 2
11
300
330
N
Z
80 60
30
60
E
80 60
19
25
40
40
18 16 20
29
26 24 B
20
20
21 17
27
23
28
22
15 E
120
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Woênica Byk Perseusz Trójkàt Andromeda Kasjopeja Wielka Niedêwiedzica
150 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14.
Smok Cefeusz Jaszczurka Pegaz ¸ab´dê Lutnia Lisek
S 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21.
W´˝ownik Korona Pó∏nocna Wà˝ Wolarz Wielka Niedêwiedzica Warkocz Bereniki Panna
210 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28.
240 Puchar Sekstans Lew Ma∏y Lew Rak Hydra Ma∏y Pies
W 29. Bliêni´ta A. Galaktyka M31 B. Pole galaktyk
NIEBOSK¸ON PO¸UDNIOWY Wielki Wóz Êwieci niemal w zenicie, wskazujàc na Arktura w Wolarzu, najjaÊniejszà gwiazd´ pó∏nocnego nieba, oraz Lwa w po∏owie drogi mi´dzy horyzontem a zenitem. W Lwie linie γ–α Zosma–β i Zosma–γ prowadzà do α Hydry, bia∏ej α Panny (K∏os, gwiazda podwójna) i γ Bliêniàt.
GWIAZDOZBIORY
W
12
10
A
NIEBOSK¸ON PÓ¸NOCNY Najbardziej rzuca si´ w oczy du˝y krzy˝ ¸ab´dzia (nisko nad horyzontem) i W Kasjopei (nieco wy˝ej). Smoka, Ma∏à Niedêwiedzic´ i Pegaza mo˝emy odnaleêç zgodnie z opisem z poprzedniej strony. Linia Scheat–Sadr wskazuje Weg´ w Lutni, a Scheat–Alpheratz – Aldebarana w Byku. Linia γ–δ Kasjopei prowadzi do α Perseusza, która wraz z gwiazdà Scheat wska˝e Kapell´ w Woênicy.
110_119_ATLAS NIEBA
114
8/7/10
15:17
Page 114
KSI¢˚YC WSCHODZI PODCZAS ZACHODU S¸O¡CA
PE¸NIA
I UKAZUJE OD RAZU WSZYSTKIE CECHY POWIERZCHNI SWOJEJ WIDOCZNEJ STRONY.
1 2 3
4
8
5 7
6
10
16
9 11
17
15 12
13
14 18 19
24
20
21
22
23
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33.
Gioja Mare Frigoris Plato Sinus Roris Sinus Iridum Montes Jura Mare Imbrium Montes Alpes Archimedes Palus Nebularum Palus Putredinus Montes Apenninus Sinus Aestuum Copernicus Lambert Vallis Schröteri Aristarchus Kepler Oceanus Procellarum Grimaldi Letronne Mare Cognitum Fra Mauro Sinus Medii Gassendi Mare Humorum Campanus Mare Nubium Pitatus Capuanus Schickard Schiller Tycho
25
OBSERWACJE KSI¢˚YCA
26
28 27 29 30
31 33 32
FOTOGRAFIA Obserwacje Ksi´˝yca przynoszà wi´cej satysfakcji ni˝ jego fotografowanie: oko dostrzega drobne szczegó∏y, osiàgajàc granicznà zdolnoÊç rozdzielczà teleskopu, podczas gdy zdj´cie traci ostroÊç na skutek drgaƒ monta˝u (zw∏aszcza przy naÊwietlaniu d∏u˝szym ni˝ u∏amek sekundy) i obrazu, za sprawà ziaren filmu i turbulencji. Obraz Ksi´˝yca ma takà Êrednic´ w p∏aszczyênie ogniskowej, ˝e ka˝demu metrowi jej d∏ugoÊci odpowiada blisko 1 cm. Ogniskowej 15 cm b´dzie wi´c odpowiada∏a Êrednica 1,5 mm, a ogniskowej 35 cm – 3,5 mm. Obraz w ognisku g∏ównym jest
ma∏y, ale bardzo jasny, a zatem mo˝na sfotografowaç Ksi´˝yc z krótkim czasem naÊwietlania; podobnie zaçmienia i zakrycia gwiazd. Aby uzyskaç powi´kszenie, nale˝y pos∏u˝yç si´ okularem, który b´dzie rzutowa∏ obraz na film. W tym wypadku wielkoÊç obrazu Ksi´˝yca, a wi´c i jego jasnoÊç, b´dà si´ zmieniaç w zale˝noÊci od okularu i geometrii przyrzàdu. Potrzebny b´dzie d∏u˝szy czas naÊwietlania i zdj´cia stracà na ostroÊci. Dobrym rozwiàzaniem jest teleskop o Êrednicy 20 cm i d∏ugoÊci ogniskowej 2 m, z okularem 6 mm w odleg∏oÊci 7,5 cm od filmu; mo˝na wtedy u˝yç czu∏ego filmu (drobne ziarna) i uzyskaç obrazy dobrej jakoÊci.
8/7/10
15:17
Page 115
KSI¢˚YC WSCHODZI 2 GODZINY PO ZACHODZIE S¸O¡CA. NA TLE CIEMNEJ LAWY MÓRZ LÂNIÑ JASNO KRATERY: ARISTARCHUS, KEPLER, COPERNICUS I TYCHO.
PO PE¸NI
1 2
3 10
4
6
11
5
12
7
9
14
13 8
17
16
22
15
18 20 19
23
24 21 30
25 29 27
31
28
26
32
25 33 37 34
35
44
36
50 51
45 38 41
46
42 43
39
52 47 48
40
49 55
53 60
54 57 56 58
OD NOWIU DO NOWIU Gdy Ksi´˝yc stopniowo przemieszcza si´ wzgl´dem Ziemi i zwi´ksza si´ widoczny dla nas obszar oÊwietlony przez S∏oƒce, ostre cienie stajà si´ coraz krótsze, a przed oczyma zaciekawionego obserwatora przesuwajà si´ nowe ksi´˝ycowe krajobrazy. Ka˝dej nocy (miesiàc synodyczny trwa 29 dni 12 godzin 44 minuty 2,8 sekundy) zobaczymy nowy fragment o szerokoÊci 12°, czyli 350 km, liczàc wzd∏u˝ rów-
59
nika. Szczegó∏y widaç najwyraêniej w pobli˝u terminatora.
NÓW Ksi´˝yc znajduje si´ mi´dzy S∏oƒcem a Ziemià. Skierowana ku nam pó∏kula jest ciemna i nie widzimy naszego naturalnego satelity. Niekiedy mo˝na dostrzec brze˝ek tarczy – idealna okazja, aby obserwowaç ukszta∏towanie ksi´˝ycowej powierzchni „z profilu”. Godne uwagi jest zw∏aszcza Mare Australe.
1. Philolaus 2. Rupes Philolaus 3. Epigenes 4. Pythagoras 5. Sinus Roris 6. Harpalus 7. Sharp 8. Montes Jura 9. Sinus Iridum 10. Mare Frigoris 11. Plato 12. Aristoteles 13. Pico 14. Vallis Alpes 15. Montes Caucasus 16. Palus Nebularum, Aristillus 17. Mare Imbrium 18. Archimedes 19. Palus Putredinus 20. Timocharis 21. Lambert 22. Vallis Schröteri 23. Schiaparelli 24. Aristarchus 25. Oceanus Procellarum 26. Reiner 27. Kepler 28. Copernicus 29. Eratosthenes 30. Montes Apenninus 31. Mare Vaporum 32. Manilius 33. Sinus Medii 34. Fra Mauro 35. Mare Cognitum 36. Letronne 37. Grimaldi 38. Gassendi 39. Byrgius 40. Fourier 41. Mare Humorum 42. Bullialdus 43. Mare Nubium 44. Ptolemaeus 45. Alphonsus 46. Arzachel 47. Thebit 48. Purbach 49. Regiomontanus 50. Theophilus 51. Cyrillus 52. Catharina 53. Lacroix 54. Schickard 55. Pitatus 56. Longomontanus 57. Tycho 58. Clavius 59. Maginus 60. Maurolycus
115
KSI¢˚YC I ZAåMIENIA
110_119_ATLAS NIEBA