«Рассказы о русском первенстве» — читайте интересные статьи из этой книги, с продолжениями! Вы узнаете о реальном вкладе русских ученых и изобретателей в развитие мировой  науки и техники.

Замечательные черты русской науки ярко раскрываются в творчестве русских математиков, физиков и астрономов. Прекрасно понимая язык природы и мудро осмысливая ее рассказы, русские астрономы открыли многие закономерности ее развития.

Достойным преемником Бредихина был выдающийся русский астроном Аристарх Аполлонович Белопольский. Белопольский ввел в астрономию совершенно новый, могучий метод наблюдения небесных тел, он заставил их свет рассказывать о том, куда, к нам или от нас, и с какой скоростью они движутся.

Теория говорила, что если источник света удаляется, то число световых волн, приходящих за единицу времени к наблюдателю, должно быть меньшим по сравнению с тем случаем, когда источник находится на неизменном расстоянии от наблюдателя. Иначе говоря, при удалении источника частота света должна уменьшиться, а длина волны возрасти. Вследствие этого все линии в спектре света, излучаемого летящим от наблюдателя источником, должны будут сдвинуться в сторону длинноволновой части спектра. Иное должно произойти, когда источник движется к наблюдателю. Спектральные линии тоже переместятся, но уже в обратную сторону.

Эти явления должны быть тем разительнее, чем больше скорость источника света.

Для звука подобное явление было известно давно. Тон свистка паровоза, приближающегося к наблюдателю, тотчас же меняется на более низкий, когда паровоз, миновав наблюдателя, начинает от него удаляться. Но будет ли это справедливо и для световых явлений? Прежде чем пользоваться теорией в астрономических исследованиях, надо было проверить ее, нужен был опыт. Для световых явлений экспериментальная проверка эффекта изменения частоты в зависимости от движения источника представляла собой невероятные трудности. Чтобы эффект был заметен, показывают расчеты, скорость источника колебаний должна быть сравнима со скоростью распространения самих этих колебаний. Для звука эффект проверялся просто. Скорость звука не так уж велика — 300 метров в секунду. Уже такой, сравнительно медленно движущийся источник, как свисток паровоза, дает возможность без особых ухищрений, прямо на слух, убедиться в том, что частота звука действительно меняется.

Но скорость света неизмеримо больше скорости звука. Где найти в земных условиях достаточно быстрый источник света? Белопольского эта трудность не остановила. Проявив замечательную выдумку, он создал в лаборатории необычайно быстро движущийся источник света, заставив свет многократно отражаться в зеркалах, подобно лопастям, укрепленным на вращающихся колесах. Изображение неподвижного источника света во вращающихся с огромной скоростью зеркалах и было как раз тем искусственным источником света, который требовался ученому. Источник этот мог удаляться и приближаться в зависимости от направления вращения.

С помощью своей установки астроном проверил теорию. Она оказалась безукоризненно верной. Линии спектра перемещались в полном: согласии с предсказаниями науки.

После опытов Белопольского стало возможным уверенно применять эти теоретические формулы к астрономическим исследованиям. Спектрограф — прибор для изучения спектрального состава света — стал у Белопольского прибором, измеряющим скорость движения небесных тел. Перед астрономами раскрылась величественная картина летящих в пространстве миров.

От спектрографа не укрывается и вращение светил вокруг собственной оси. Ведь при таком вращении один край светила идет на наблюдателя, в то время как другой от него уходит. Линии спектра, рождаемого лучами, идущими от приближающихся участков, сдвигаются в иную сторону, чем линии спектра света, излучаемого участками отдаляющимися. Вследствие смещений и вправо и влево линии спектра как бы размываются. Измеряя получившееся уширение, можно определить скорость вращения светила.

Метод Белопольского стал могучим средством исследования двойных звезд. Спектр двойной звезды образуется наложением друг на друга спектров звезд, составляющих пару. Когда звезды находятся в таком положении, что они движутся под прямым углом к лучу наблюдения — не отдаляются от наблюдателя и не приближаются к нему, линии в их спектрах совпадают. Наблюдатель видит на спектрограмме одиночные линии.

Звезды продолжают вращаться. Одна из них приближается к наблюдателю — все линии ее спектра начинают сдвигаться в сторону коротких волн. Вторая звезда в это время удаляется — следовательно, линии ее спектра сдвигаются в противоположную сторону. Каждая линия общего спектра распадается на две расползающиеся в разные стороны линии. Когда скорость звезд вдоль луча наблюдения достигнет максимума, расстояние между разошедшимися линиями спектра будет наибольшим. Затем, по мере дальнейшего продвижения звезд по орбитам, линии сходятся все ближе и ближе и, наконец, снова превращаются в одинарные.

В спектре двойных звезд линии как бы пульсируют. Иногда одна из звезд слишком слаба по сравнению со своим спутником — спектр ее теряется па фоне его яркого спектра. В этом случае на спектрограмме видны пульсации только одной линии. Спектральный метод дает возможность не только обнаружить двойную звезду. Анализируя пульсации спектральных линий, астроном может определить орбиты звезд, вычислить период их вращения.

Смещения и уширения линий спектра очень малы, так как по сравнению со скоростью света медленны движения и небесных тел Нужно было обладать необычайным даром наблюдателя и экспериментатора, чтобы суметь разработать методику замера этих незначительных отклонений от нормального спектра.

С помощью своего метода Белопольский одержал много научных побед. Установив, что внутренняя часть кольца, окружающего планету Сатурн, вращается быстрее, чем внешние участки кольца, Белопольский неопровержимо доказал, что кольцо Сатурна состоит из отдельных метеоритов. Если бы кольцо было сплошным, подобным колесу, то быстрее вращались бы его внешние участки.

Применяя спектрограф, Белопольский исследовал вращение самого Солнца, открыл много новых  двойных звезд и доказал, что целый ряд звезд, считавшихся ранее двойными, на самом деле обычные одиночные звезды.

Источник: Болховитинов В. и др. Рассказы о русском первенстве. Москва: Изд-во ЦК ВЛКСМ «Молодая гвардия», 1950. 424 с. С. 18-20.