Але найважливішим відкриттям було виявлення чотирьох супутників Юпітера: Калісто, Іо, Європи та Ганімеду (останній, до речі, є найбільшим супутником Юпітера; температура на супутниках приблизно 120-150° К). Це доводило помилковість доктрини, що Земля – єдиний центр руху, а також сприяло признанню концепції Коперніка, по якій Місяць міг рухатись нав-коло перебуваючої у русі Землі. Скоро цьому явищу Кеплер дав загальну назву – супутники.
Ньютон, англійський фізик, був першим, хто повністю довів правильність геліоцентричної системи світу та заклав фундамент небесної механіки. Великої уваги англієць приділив методам встановлення орбіт за декількома точкам.
У одній зі своїх праць Ньютон розглядає рух Місяця навколо Землі та доводить тотожність сили тяготіння із силою тяжіння Землею усіх предметів на її поверхні. Саме завдяки цьому порівнянню Ньютон і встановив закон Всесвітнього тяжіння.
Маючи правильне значення радіуса Землі, значення відстані від Землі до Сонця, Ньютон справедливо вказує, що розміри Сонця у 109 разів перевищують розміри Землі. Щоб переконатися у точності його результатів ми також зробимо деякі розрахунки за формулами шкільної програми 9-го класу:
; ; де
Т = 31,566 х 106 (с);
p = 3,14;
G = 6,67 х 10-11;
r = 1,5 х 1011м.
А ось як у 1687 р. Ньютон розглянув задачу взаємнопритягання Сонця та Землі. Для руху Землі він записав ІІІ закон Кеплера у такому вигляді:
Þ , де
mЗ = 6 х 1024кг;
mМ = 7,35 х 1022кг;
ТМ = 28 днів;
aЗ =1,5 х 1011млн.км;
ТЗ = 365днів;
aМ = 3,84 х 108 км.
Як ми можемо бачити результати дуже схожі.
Він також встановив, що середня густина сонячної речовини у 4 рази менша за земну; він назвав істинну причину великого розрядження Сонця – високу температуру його надр; докладно підтвердив тезис, що приливи та відливи зумовлюються взаємодією Місяця та Сонця.
Важливим кроком у дослідженні Всесвіту було відкриття планети набагато дальшої, аніж остання відома на той час планета Сонячної системи Сатурн – Уран. Її відкрив Вільям Гершель 13 березня 1784 року, спочатку вважавший її звичайною кометою. Згодом розрахунки довели, що Уран відхиляється від його “теоретичної” орбіти, що спочатку вважали слідством несправджуючогося закону всесвітнього тяжіння. Після докладного аналізу всіх можливих варіантів француз Алексис Бувар прийшов до висновку: далі, за Ураном, знаходиться ще одна невідома планета Сонячної системи. Та відкрити її вдалося лише наприкінці 1845 року. Нова планета отримала назву Нептун.
Так ім´я Вільяма Гершеля зв'язане з багатьма важливими відкриттями в астрономії. Перш за все, Гершель дав переконливе свідчення того, що відс-тань до різних зірок не однакова, та що Сонце відносно інших близьких зірок рухається у просторі. Далі, на основі аналізу отриманих ним самим даних, англієць прийшов до висновку, що наша Галактика має вигляд сплюснутого диска діаметром 5 800 і товщиною 1 100 світлових років, що відстань до далеких галактик – 1 млн світлових років, а також, що існує велика кількість подвоєних зірок і самих різноманітних туманностей.
У другій половині ХІХ століття були сформовані конкретні уявлення про еволюцію зірок. Ріттер записав рівняння для потенційної енергії зірки, висловив підтверджене згодом уявлення, що найбільша світимість, яку може мати зірка, визначається значенням її маси.
За Локьєром першим станом речовини, з якого утворюються зірки, був метеорний рій, що через взаємних сутичок розігрівався та перетворювався у газ. Початковою стадією розвитку зірок є червоний надгігант (типу Антарес), пізніше є жовтий гігант (типу Полярної зірки), білий гігант (як Денеб). На піці еволюції знаходяться зірки, що мають блакитний колір. Долі потужність випромінювання зірок зменшується, а їх колір змінюється у бік червоного: зірка послідовно проходить стадії біло-блакитної (Ахернар) , білої (Сиріус), біло-жовтої (Проціон), жовтої (Сонце) зірки та потім зірка стає червоним карликом, після чого згасає та становиться невидимою.
В И С Н О В О К
У житті людства, вступаючого у ХVІ століття, та у його світорозумінні наступав величніший прогресивний переворот з усіх пережитих раніше.
Копернік “здвинув Землю” – поставив її в один ряд з іншими планетами. Та все ж його система світу ще залишалася нагромадженою ексцентрами та епіциклами. Необхідно було любою ціною “вимісти це павутиння з неба”. Цю нелегку роботу виконав Йоган Кеплер на основі точних багаторокових спостережень Тихо Браге.
Нова активна фаза боротьби за сучасний науковий світогляд почалася з публікації відкриття Галілеєм супутників Юпітера. Весь інший розвиток астрономії був би неможливий без застосування телескопів. Але історія їх створення та вдасколання вийшла довгою та нелегкою.
Іншим великим досягненням у мистецтві точних астрономічних спос-тережень було винайдення Гюйгенсом годинника з маятником (1658 р.), з цього часу астрономи отримали можливість точно відмічати події у космосі.
Багато книг, наприклад, книги Коперніка, Галілея, Кеплера, Декарта, були занесені до “Індексу заборонених книг”, що помітно гальмувало поширення нових ідей.
Відкриття Ньютоном закону всесвітнього тяготіння сміливо можна назвати актом великого проникнення людини у закони природи. Ще раніше, аніж вдалося повністю описати всі особливості руху Місяця, закон всесвітнього тяжіння вже празнував свою першу перемогу. Її принесли комети.
Людство мало велику кількість догадок про будову Галактики, конкретні ж висновки могли бути зроблені в результаті багатьох спостережень. Їми ми забовязані Вільяму Гершелю.
На порозі стояло вже ХХ століття з його величними досягненнями у пізнанні законів еволюції зірок. Їх систем і всього Всесвіту в цілому.
А с т р о н о м і ч н і д о с л і д ж е н н я
Х Х – Х Х І с т о л і т т ь
Після відкриття Нептуна Леверьє став уточнювати теорію руху Урану, враховуючи дію Нептуна. До 1875 року стало зрозуміло, що повної згоди спостережень і теорії немає як для одної, так і для іншої планети. Знов ви-никла підозра, що винуватою є ще одна планета, яку ще треба відкрити. За справу взявся американець Персеваль Ловелл (1855-1916 рр.). Вже у 1915 році Ловелл підбив висновок своїм багатороковим дослідженням та почав пошук “планети Х”. Її він так і не знайшов. Після його смерті цю работу ніхто не продовжив, але, як стало відомо пізніше, Ловелл помилився лише на 6,6º...
Пошуки нової планети знову були продовжені у 1919 році американцем Вільямом Пікерінгом (1858-1938 рр.).У своїх розрахунках він помилився всього на 1,1º, тому знову ж таки планету не було знайдено.
Відкрив же саму планету, названу згодом Плутоном, після 13 місяців досліджень Клайд Томбо (народ. 1906 р.) у лютому, але перша згадка про це з'явилася лише у березні 1930 року.
У ХХ столітті багато вчених досліджували Сонце. Великих успіхів у цьому досяг російський учений Аристарх Білопольський (1854-1934 рр.). Виявилося, що на сонячному екваторі обертання проходить швидше, а по мірі віддалення від екватора – повільніше. Було відомо, що тверде однорідне тіло так обертатися не може. Тому Білопольський зробив висновок, що Сонце складається з газів різної густини та різної температури.
За допомогою спостережень, зроблених до нього, Аристарх Аполлонович виявив рух багатьох небесних тіл, перш за все зірок, у бік наближення чи віддалення від Землі.
На основі математичних розрахунків учені припустили, що кільце Сатурна не може бути суцільним, а повинно складатися з багатьох мілких тіл. Провівши дослідження, Білопольський переконався, що кільце обертається так, як може обертатися тіло лише не маючи суцільної маси: більш близькі до планети частини кільця обертаються швидше, більш дальші – повільніше.
Багато праць цього російського астронома присвячені визначенню часу повного оберту навколо своєї осі таких планет, як Юпітер та Венера, вивченню комет тощо.
Найзначніша частина вивчення зірок належить американцю Генрі Ресселлу (1877-1957 рр.). В результаті довготривалих досліджень Ресселл виявив великі відмінності у світимості зірок. Виявилося, що найгарячіші білі та блакитні зірки відрізняються ще і величезною світимістю. Жовті та червоні зірки поділяються на дві групи: із великою світимістю (у сотні й тисячі разів більше, ніж у Сонця) та з відносно малою світимістю (як у Сонця або ще менше). Так було встановлено, що за світимістю зірки поділяють на гі-гантів та карликів. Також згодом, після ще декількох років праці Ресселла було встановлено, що окрім карликів та гігантів існують ще і надгіганти (гарячі – біло-блакитні, та холодні – червоні), субгіганти та субкарлики (тобто зірки, що за світимістю наближаються до одного з них) і білі карлики. Також Ресселл був основоположником сучасних уявлень природи та шляхів розвит-ку зірок.
До 1924 року не було жодного доказу того, що наша Галактика є єдиною у Всесвіті. Знайшов ці докази американський астроном Едвін Хаббл (1889-1953 рр.), довівши за допомогою 250-сантиметрового телескопу, що туманність в Андромеді та деякі інші туманності мають зіркову будову та знаходяться далеко за межами Чумацького Шляху. Та це було лише початком.
Усе своє послідуюче життя Хаббл присвятив дослідженню Галактик. На основі своїх досліджень він стверджував, що не всі галактики мають спіральну форму. Вони ще бувають еліптичної та зовсім неправильною форм.
Одним із найцінніших надбань для науки виявився каталог найточніших визначень блиску 3500 зірок, який був складений німецьким астрономом Карлом Шварцшильда (1873-1916 рр.). Також його дослідження руху зірок у нашій Галактиці дуже багато дали для будови галактики.