СОЛНЦЕ

Scientific American, Vol. XXXIX. № 6. [Новая серия], 10 августа 1878 г., издательство «Разное», входит в серию книг HackerNoon. Вы можете перейти к любой главе этой книги здесь. СОЛНЦЕ.

СОЛНЦЕ.

С. П. ЛЭНГЛИ, ОБСЕРВАТОРИЯ АЛЛЕГЕНИ, Пенсильвания. [1]

Когда мы с мощным телескопом возвращаемся к изучению поверхности Солнца, мы сталкиваемся с огромной трудностью, которой не представляли наши первые простые средства. Это происходит из-за почти постоянных колебаний нашей собственной атмосферы, сквозь которую нам приходится смотреть. Дело не в том, что дрожание не существует при использовании меньшего инструмента, но теперь наша более высокая увеличительная сила преувеличивает его, заставляет все казаться зыбким и размытым, каким бы хорошим ни было стекло, и доставляет для глаза те же проблемы, которые мы должны испытывать. если бы мы попытались прочитать очень мелкий шрифт на поверхности горячей печи, откуда поднимались столбы дрожащего воздуха. От этого нет никакого лекарства, кроме усердного наблюдения и бесконечного терпения, ибо почти каждый день наступает один или несколько коротких промежутков времени, длящихся иногда минуты, иногда всего лишь секунды, во время которых воздух кажется на мгновение спокойным. Мы должны часами находиться начеку, чтобы уловить эти благоприятные моменты и, сложив воедино то, что мы в них видели, с течением времени получим такие знания о более любопытных особенностях солнечной поверхности, которыми мы сейчас обладаем.< /п>

Глаз болит после минутного пристального взгляда на полную луну, а солнечный свет в 300 000–600 000 раз ярче света полной луны, а теплота его еще в большей пропорции. Объектив такого телескопа, как экваториальный в Аллегейни, имеет диаметр 13 дюймов, и нам приходится наблюдать именно такой свет и такое тепло, концентрируемые им. Наилучшее из найденных к настоящему времени приспособлений для уменьшения того и другого, без которого не было бы достигнуто наше нынешнее знакомство с реальным внешним видом и характером солнечных пятен, зависит от любопытного свойства света, открытого французским физиком Малюсом в начале 1990-х годов. этом столетии. Пусть A (рис. 10) представляет собой кусок плоского не посеребренного стекла, получающего солнечные лучи и отражая их ко второму такому же лучу, В, который сам снова отражает их в направлении С. Разумеется, поскольку стекло прозрачно, то большая часть лучей пройдет через А, а не отразится. Из тех, которые снова достигают B, большая часть пройдет, так что ни одна сотая часть первоначального луча не достигнет C. Таким образом, это пока выигрыш; но сама по себе она бесполезна, так как солнечная яркость такова, что даже эта небольшая часть будет казаться глазу в точке С ослепительно яркой. Теперь, если мы повернём В вокруг линии, соединяющей его с А, сохраняя при этом всегда один и тот же угол отражения, то, естественно, можно предположить, что свет будет просто отражаться в новом направлении без изменения количества.

Но, согласно любопытному открытию Малуса, этого не происходит. Что происходит, так это то, что второй

стекло, повернутое на четверть оборота (хотя и всегда удерживаемое под одним и тем же углом), кажется, почти полностью теряет свою отражательную способность. Свет, исходящий от него, теперь чрезвычайно уменьшился, но, тем не менее, ничто не искажается и не смещается; все видно правильно, если остается достаточно света, чтобы его вообще увидеть, и говорят, что луч «поляризован за счет отражения». Было бы неуместно вдаваться здесь в причину явления; этот факт не подлежит сомнению и очень ценен, поскольку теперь астроном может уменьшать солнечный свет до тех пор, пока его не станет переносить самый слабый глаз, без какого-либо искажения того, на что он смотрит, и без нарушения естественных оттенков цветными очками. На практике таким образом вводятся третий, а иногда и четвертый отражатель, каждый из которых представляет собой клиновидный оптически плоский кусок несеребряного стекла, и простым вращением последнего отражатель регулируется по своему усмотрению, так что с помощью такого инструмента , называемый «поляризационный окуляр» (Рис. A), я часто смотрел увеличенное изображение Солнца в течение четырех или пяти часов подряд, не причиняя глазу большего дискомфорта, чем при чтении газеты.

При этом в благоприятные моменты мы видим, что поверхность Солнца вдали от пятен повсюду состоит из сотен тысяч мелких, интенсивно блестящих тел, которые как бы плавают в серой среде, которая, хотя и сама по себе, несомненно, очень яркий, по сравнению с ним кажется темным. Что представляют собой эти мелочи, до сих пор неясно; чем бы они ни были, они являются непосредственным основным источником солнечного света и тепла. Чтобы получить представление об их размерах, нам придется прибегнуть к более тонким средствам измерения, чем те, которые мы использовали в случае с часами. Филярный микрометр состоит, по существу, из двух чрезвычайно тонких нитей паутины (или, скорее, паучьего кокона), называемых технически «проволоками», натянутых параллельно друг другу и расположенных как раз в фокусе телескопа. Предположим, что один из них закреплен, а второй подвижен (всегда держится параллельно первому) с помощью винта, имеющего примерно сто витков на дюйм, и большой головки в форме барабана, разделенной на сто равных частей, так что перемещение этой головки на одно деление приближает второй «проволоку» на 1/10 000 дюйма ближе к первому. Движения меньшие, чем это, можно явно зарегистрировать, но будет очевидно, что все здесь действительно зависит от точности винта. Направляющий винт лучшего токарного станка представляет собой грубую деталь по сравнению с «микрометрическими» винтами, которые сейчас изготавливаются (особенно теми, которые используются для изготовления «решеток», которые будут описаны позже), поскольку их недавнее использование требует, пожалуй, самого точного мастерства изготовления. что-либо в механике — изготовитель того, что выдержит некоторые недавно изобретенные испытания, во всяком случае имеет право называть себя «рабочим».

Поскольку «провода» натянуты именно в фокусе, где формируется основное изображение Солнца, и движутся в нем, то они и особенности поверхности образуют одну картину, увеличенную хрусталиком глаза, так что они кажется, будто они движутся по самому Солнцу. Мы можем сначала расположить их достаточно далеко друг от друга, например, чтобы охватить пятно целиком, а затем, сведя их вместе, измерить его видимый диаметр в десять тысячных дюйма. Затем, измеряя диаметр всего Солнца, мы, очевидно, имеем пропорцию одного к другому и, следовательно, можем легко вычислить действительный размер. Мощный часовой механизм, прикрепленный к экватору, заставляет его медленно вращаться вокруг своей оси с той же угловой скоростью, с которой движется Солнце по небу, так что любое пятно или другой объект там будет казаться неподвижным относительно к «проводам», если захотим, целый день. При желании изображение «проводов», пятен и всего остального можно спроецировать на экран; и рис. 11 показано поле зрения с проволоками микрометра, лежащими поперек «пятна», которое было видно 6 марта 1873 года. Часть батистовой иглы с концом тонкой нити также представлена ​​в виде проецируемой части. на экране вместе с «проводами», чтобы лучше представить тонкость последнего.

Теперь мы можем, если захотим, измерить размер одного из тех ярких объектов, о которых только что говорилось, что их можно исчислить сотнями тысяч. Тогда видно, что эти «маленькие вещи» действительно имеют значительные размеры, от одной до трех угловых секунд, так что (угловая секунда здесь составляет более 400 миль) средняя поверхность каждого отдельного из этих мириад оказывается значительно больше Великобритании. У края диска, при благоприятных обстоятельствах, они кажутся поднимающимися вверх сквозь затемняющую атмосферу, затемняющую лимб, и собираются тут и там группами по сотни, образуя белые облачкоподобные пятна (faculæ), которые иногда можно увидеть даже в подзорную трубу — «нечто на солнце ярче, чем само солнце», если использовать выражение, которым Гюйгенс описал их почти двести лет назад. Это слишком мелкие и тонкие предметы, чтобы их вообще можно было передать на нашей гравюре; но это верно и в отношении многих деталей, которые иногда можно увидеть в самих пятнах. Резные изображения на дереве не претендуют на что-то большее, чем просто обрисовывают наиболее выдающиеся особенности, о которых мы сейчас собираемся поговорить. Чудесную красоту некоторых их деталей надо принять на веру, исходя из несовершенного описания писателем того, чего еще не передал ни один карандаш и чего еще не уловила фотография.

Имея это в виду, предположим теперь, что, используя поляризационный окуляр на той части пятна, которая выделена маленьким кружком, у нас есть одна из тех редких возможностей, когда мы можем, благодаря временному постоянству нашей дрожащей атмосферы, используйте телескоп с более высоким увеличением и увеличивайте маленький кружок, пока он не станет таким, как на рис. 12. Теперь мы имеем почти такой же вид, как если бы нас поднесли близко к поверхности Солнца и зависли над этой частью пятна. Весь слабый внешний оттенок, видимый на меньших изображениях (полутень), состоит из длинных белых нитей, скрученных в причудливые веревочные формы, тогда как центральная часть подобна большому пламени, оканчивающемуся в огненных шпилях. Над ними нависают нечто похожее на облака, подобные тем, которые мы иногда видим на нашем самом высоком небе, но более прозрачные, чем тончайшая кружевная вуаль, и имеющие не «ворсистый» вид наших облаков, а вид наполненных почти бесконечной тонкие нити света. Возможно, лучшее представление о том, что так трудно описать, потому что оно так не похоже ни на что на свете, можно получить, предположив, что мы смотрим сквозь последовательные завесы из белого кружева, наполненные цветочными узорами, на некую великую картину. тело белого пламени за его пределами, а между шпилями пламени и отделяющими его от границы находятся глубины тени, переходящей в черноту. При всем при этом есть в облике что-то кристаллическое, представление о котором трудно передать — иней на оконном стекле может помочь нам как образ, хотя и несовершенный. На самом деле, интенсивная белизна всего странным образом наводит на мысль о чем-то очень холодном, а не очень горячем, каким мы его знаем на самом деле. Примерно такое же впечатление у меня возникло, когда я смотрел в открытое отверстие лужичной печи на куски чистого белого железа, плавающие полурасплавленными в серой жидкости вокруг них. Здесь, однако, температура не оставляет ничего твердого, даже ничего жидкого; железо и другие металлы, из которых, как мы знаем, по крайней мере частично состоят эти пятна, превращаются в пар под действием немыслимого тепла, и все, на что мы смотрим, состоит, вероятно, из облаков такого пара; ибо оно колеблется и меняется из одной формы в другую, пока мы смотрим. Формы, столь же мимолетные, почти как формы закатных облаков, и гораздо более красивые во всем, кроме цвета, движутся перед нами, и кое-где мы видим или думаем, что видим, в изгибах их изгибов за их пределами, свидетельства могучих вихрей (более крупных намного больше, чем самый большой земной циклон) в действии. Пока мы смотрим и пытаемся максимально использовать каждое мгновение, наша атмосфера снова дрожит, формы путаются, не остается ничего отчетливого, кроме таких грубых черт, как показывают наши гравюры, и чудесное зрелище заканчивается. Если мы примем во внимание, что эта маленькая часть пятна, на которое мы смотрели, больше, чем континенты Северной и Южной Америки вместе взятые, и что мы все же можем видеть, как ее части меняются каждую минуту, должно быть очевидно, что фактическое движение должно было иметь был быстрым, почти невообразимым: обычно наблюдалась скорость от 20 до 50 миль в секунду секунду, которая иногда превышалась. (Пушечное ядро ​​движется со скоростью менее четверти мили в секунду.) Я видел часть фотосферы, или яркую общую поверхность Солнца, втянутую в пятно, подобно тому, как любое плавающее существо втягивается в водоворот, и затем, хотя его площадь составляет более 3 000 000 миль, он полностью распадается и меняется так, что становится неузнаваемым менее чем за двадцать минут.

Когда мы приступим к обсуждению вопроса о солнечном тепле, мы обнаружим, что температура доменной печи или кислородно-водородной горелки низка по сравнению с той, которая имеет место на всей такой обширной территории, и, помня об этом, становится очевидным, что ее исчезновение — это катаклизм, о котором не дает представления даже самый мощный извержение вулкана. Мы не можем описать это никаким земным сравнением, поскольку у нас нет сравнения в человеческом опыте. Если мы попытаемся представить такое воздействие на Землю, мы можем сказать другими словами, что эти солнечные вихри таковы, что «обрушиваясь на нас с севера, через тридцать секунд после того, как они пересекли реку Святого Лаврентия, они оказались бы в Мексиканский залив, неся с собой всю поверхность континента в массе не просто руин, но и пылающего пара, в котором пары, возникающие в результате растворения материалов, из которых состоят города Бостон, Нью-Йорк и Чикаго, будут смешаться в одно неразличимое облако."

Эти обширные полости на солнце, которые мы называем пятнами, не являются твердыми предметами, и их нельзя сравнивать даже с массами шлака или шлака, плавающими на расплавленной поверхности. Скорее, это дыры в той яркой облачной поверхности Солнца, которую мы называем фотосферой и через которую мы смотрим на нижние области. Их форму можно очень грубо сравнить с воронкой, стороны которой сначала медленно наклонены (полутень), а затем внезапно уходят в центральную темноту (тень). Эта центральная тьма сама по себе имеет градации тени, и там можно увидеть формы облаков, смутно светящиеся красноватым оттенком далеко в ее глубинах, но мы никогда не видим твердого дна, и гипотеза о обитаемом солнце далеко внутри горячей поверхности предполагает сэра Уильяма Гершеля, сейчас совершенно заброшен. Теперь мы можем частично объяснить эту загадочную особенность вращения Солнца, на которой раньше настаивали, поскольку, если Солнце представляет собой не твердое тело и не жидкость, а массу светящегося пара, очевидно, возможно, что одна его часть может вращаться быстрее. чем другой. Почему оно так поворачивается, повторяем, никто не знает, но тот факт, что это происходит, теперь рассматривается как сильнейшее свидетельство вероятной газообразной формы Солнца во всей его массе - во всяком случае, газообразная или парообразная природа всего, что мы видим. Мы не должны, однако, забывать, что при такой огромной температуре и давлении, которые преобладают там, условия могут (на самом деле должны быть) сильно отличаться от привычных нам здесь, так что, когда мы говорим об «облаках», и используем как выражения, нас следует понимать как подразумевающие скорее аналогию, чем точное сходство.

Мы должны ожидать, что благодаря огромным достижениям фотографии, достигнутым в последнее время, мы сможем узнать больше об этой части нашего предмета (которую мы можем назвать солнечной метеорологией) в следующей точке максимума, чем когда-либо прежде, и можно надеяться, что к этому времени некоторые из чудесные формы, столь несовершенно описанные выше, будут уловлены для нас камерой.

В нашем выпуске от 27 июля о новом токарно-винторезном станке производства господ Goodnow & Вайтман, адрес должен был быть 176 Вашингтон-стрит вместо 128, а диаметр хвостового шпинделя, который был указан как 5/16, должен был составлять 15/16 дюйма.

Компания «Олимпия» (территория Вайоминг) Standard сообщает, что там создана компания по доставке льда с ледника. Месторождение занимает несколько акров, имеет глубину семьдесят или восемьдесят футов и, предположительно, содержит сто тысяч или более тонн, некоторые из которых могли находиться там столько же лет. Лед можно нарезать и продать по полтора цента за фунт, а при загрузке корабля — по пять долларов за тонну.

О книжной серии HackerNoon: мы предлагаем вам наиболее важные технические, научные и познавательные книги, являющиеся общественным достоянием.

Эта книга является общественным достоянием. Разное (2013). Научный американец, Vol. XXXIX. № 6. [Новая серия], 10 августа 1878 г. Урбана, Иллинойс: Проект Гутенберг. Получено https://www.gutenberg.org/cache/epub/19406/pg19406-images.html.

Эта электронная книга предназначена для использования кем угодно и где угодно, бесплатно и практически без каких-либо ограничений. Вы можете скопировать ее, отдать или повторно использовать в соответствии с условиями лицензии Project Gutenberg, включенной в данную электронную книгу или на сайте www.gutenberg.org< /a>, расположенный по адресу https://www.gutenberg.org/policy/license.html