Коуровская обсерватория

#река Чусовая, #скала, #Коуровка

26 ноября 2013, наконец-то, посетил Коуровскую обсерваторию!

Попасть в обсерваторию не очень просто. Это не какой-то общедоступный музей с режимом работы и билетной кассой. Это часть УрФУ (УрГУ) и всякий "экскурсант" не некоторое время становится "студентом" вышеупомянутого ВУЗа. Соответственно, оплата за "экскурсию" производится как за студента и только через банк (по не подтвержденной информации, только УБРиР) или, возможно, кассу ВУЗа.

Задумывалась эта поездка Павлом Распоповым (Uraloved'ом) как поездка буднего дня, после работы. Связано это с графиком приема работы обсерватории. Еще было одно определяющее условие - ясное небо, чтобы посмотреть, и именно посмотреть, на звезды, а не поглядеть на телескопы. Такую погоду ждали почти всю осень: то дожди, то облачность, то погода неблагоприятная... Вот настали ясные деньки, и практически срочно выехали за 85 км от Екатеринбурга в село Слобода 26 ноября 2013 в 15:30.

Село Слобода - старинное село, возникло в 1651 году в большой излучине Чусовой при впадении в нее реки Утка. Село легко идентифицируется по храму Георгия Победоносца.

В 17:30 начинается наша экскурсия, но мы приехали чуть раньше. Поэтому мы немного погуляли на берегу реки Чусовой возле скал Собачьи ребра.

Отсюда начинаются сплавы по Чусовой, здесь находится турбаза Чусовая. Не удивительно, что здесь дорога изрядно разбита.

Скалы Собачьи ребра понравились.

Привлекла внимание вот эта надпись, точнее год - 1959-ый. Может дятловцы писали? - подумал я, ведь они встречали тут новый 1959 год, тренировались. А через несколько месяцев ушли в поход, из которого не вернулись.

Ноябрь 2013 был аномально теплым. Однако теперь уже установились минусовые температуры. Река Чусовая уже начала замерзать, но полностью еще не замерзла (там, где течение).

Потом поднялись по необычной лестнице и немного прошлись по территории турбазы "Чусовая".

К 17:30 приехала вторая машина соучаснегов, и мы все вместе пошли на территорию обсерватории.

Все здания и постройки обсерватории, такое ощущение, что с годов 1960-ых, все такое старенькое, но "бодренькое"... (Обсерватория была открыта в 1965 году под руководством профессора К.А. Бархатовой)

Сначала мы заходим в лабораторию с необычным названием, там нас встречает научный сотрудник Галина Викторовна Лямова. Сдаем квитанции и оформляем договора "на обучение", кажется именно так...

В этой комнате много фотографий и макетов искусственных спутников Земли.

Затем мы поднялись на второй этаж, где Галина Викторовна прочитала нам небольшую вводную лекцию с демонстрацией картинок. Коуровская обсерватория по-своему уникальная - она единственная на Урале. К западу ближайшая в Казани, на востоке - в Иркутске. Относится к УрФУ (УрГУ), физический факультет, кафедра астрономии, имеет штат научных сотрудников и три отдела:

  1. Отдел звездной астрономии.
  2. Отдел физики солнца.
  3. Отдел наблюдения за искусственными спутниками земли (который также наблюдает за кометами и астероидами - малыми телами солнечной системы).

Астероиды - это грубо говоря, булыжники. Кометы - огромные куски очень грязного льда. Некоторые астероиды представляют для Земли опасность. Обнаружено больше тысячи потенциально опасных астероидов. Ближайшая встреча ожидается 13 апреля 2029 года, к Земле приблизится астероид Апофис на расстояние 35000 км.

Немалая доля известности коуровской обсерватории в том, что здесь каждый год проходит "зимняя астрономическая школа", в которой участвуют преподаватели и студенты со всех ВУЗов России где есть астрономия. В 2014 году будет 43 по счету встреча.

Астрономия наука древняя, возникла несколько тысяч лет назад. Пока не изобрели компас, ориентировались по звездам, т.к. они не меняли своего местоположения в небе. Потом научились считать время, наблюдая как движется Солнце и Луна. Единицы времени по которому мы живем - сутки и год, придумали очень давно древние астрономы и в основу положены космические ритмы. Одни сутки - это один оборот Земли вокруг своей оси. Один год - это один оборот Земли вокруг Солнца. И живем мы с вами в космическом ритме.

 

Что такое звезды? Звезда - это газовый шар, внутри которого происходят реакции термоядерного синтеза. Температура реакции измеряется тысячами и миллионами Кельвинов (градусов Цельсия), поэтому звезда светится. Ближайшая к нашей планете звезда - это, конечно же, Солнце. Звезды бывают разного цвета: белые, голубые, красные, оранжевые - это зависит от температуры звезды. Самые горячие белые и голубые (~30-40 тысяч градусов), самые холодные - красные (~3000 градусов), наше Солнце - около 6000 градусов. Свет от газовых шаров (звезд) доходит до Земли с опозданием на много-много лет. Т.е. по сути мы видим прошлое: видим что звезда светится, и вот именно так она светилась, например, десять/пятьдесят/сто лет тому назад, а сейчас возможно она погасла и не существует (звезды тоже невечные и умирают), и мы узнаем об этом только через несколько лет. А как далеко звезды до нас? Наши километры там в космосе не годятся. Поэтому придумали новую единицу - световой год. Световой год - это расстояние, которое проходит световой луч за один Земной год ("нашего" времени), а луч света идет со скоростью 300 000 км/с. Один световой год - это 300 000 км помноженное на число секунд в году и равно ~ 9 500 000 000 000 км.

Звезды на самом деле меняют свое местоположение, только это происходит за очень долгое (по нашим меркам) время. Например, через 100000 лет "Большая медведица" не будет похожа на ковшик. Есть раздел в астрономии - называется астрометрия, она занимается точным определением координат звезд. Звезды рождаются в газовых туманностях состоящих в основном из водорода и гелия. И живут (светятся) пока не сгорит водород внутри.

Самый большой космический термин - это галактика. Галактика - это гигантская система скопления звезд, межзвёздного газа и пыли, и тёмной материи (того что мы не можем увидеть современными средствами). Астрономы давно пытаются выяснить как выглядит наша галактика, но это очень трудно. Они находятся в положении человека, который сидит у себя в квартире и пытается выяснить как выглядит его дом, не выходя из квартиры.

---

Затем мы идем на улицу к телескопу. Там нас встречает заведующий лабораторией Кожевников Валерий Петрович и начинает свой рассказ... про телескопы.

Большие телескопы в отличие от маленьких телескопов не линзовые, а зеркальные. Линзу больших размеров сделать нельзя, она будет прогибаться под действием собственной тяжести. Объектив телескопа состоит из двух и более зеркал. Объектив строит изображение.

Оказывается, что профессиональные телескопы далеко не всегда имеют окуляры (элемент оптической системы, обращённый к глазу наблюдателя) и посмотреть в них бывает нельзя. Почему? Потому что астрономы наблюдают с помощью приборов. В обсерватории проводят наблюдение тоже с помощью приборов. Наблюдение глазом, это даже не прошлый, это позапрошлый век! Единственный телескоп, у которого есть окуляр – это вот этот, что на фото ниже. И поэтому только сюда вечерние экскурсии и приходят. Проситься на другой телескоп смысла нет, т.к. смотреть там некуда.

Большие телескопы не обладают преимущественным увеличением по сравнению с маленькими телескопами. Из школьного телескопа получить увеличение в 100 раз не проблема. По школьной формуле считают: фокусное расстояние (ФР) объектива делим на ФР окуляра и получаем увеличение. У этого телескопа ФР=10м, увеличение в 2000 раз. И это не значит, что мы увидим объект большего размера, чем в меньшем телескопе. Качество изображения зависит от состояния атмосферы.

При увеличении в 250-500 раз действительно увеличенными оказываются только близкие объекты, такие как Луна или ближайшие планеты, или протяженные объекты. А вот звезды телескоп не увеличивает. Ни большой, ни маленький, ни телескоп который летает в космосе, не увеличит звезду до видимых размеров. Звезды всегда остаются светящимися точками.

Спрашивается, зачем тогда нужны большие телескопы, если они не увеличивают? Оказывается, что главная задача больших телескопов получить не большие размеры, а увеличение яркости. Чем больше диаметр объектива, тем больше света будет проходить в телескоп и тем более будут яркими объекты. Человеческий глаз видит около 6 тысяч звезд, а большой телескоп видит миллионы звезд. И все эти звезды будут светящимися точками.

На этом телескопе наблюдают переменные звезды, т.е. звезды которые меняют свою яркость. Большинство звезд яркость не меняют. Вот наше Солнце, например, со времени своего существования за 5 млрд. лет изменила свою яркость на 20%. Наблюдают за такими звездами с помощью прибора под названием фотометр, который регистрирует: сколько световых квантов приходит от света звезды в единицу времени. А окуляр как раз служит для того чтобы найти звездочку и направить на нее телескоп.

Посмотреть на Луну и другие планеты нам не представилось возможным, т.к. время не то. В определенное время года и суток можно увидеть определенную планету. Но во время нашей экскурсии, к сожалению, мы ничего не увидели.

В соседнем павильоне наблюдают искусственные спутники Земли. Наблюдение заключается в определении координат спутника. По координатам вычисляют орбиту спутника и прочее. Также наблюдают за кометами и астероидами. Опасность представляют астероиды, и защититься от него можно только изменив его траекторию. А как можно убрать астероид с его орбиты? Не бомбить, ни в коем случае, не разбивать его на куски! Можно скорректировать его орбиту методом гравитационного тягача: поставили космический аппарат (спутник) рядом с астероидом и своим притяжением аппарат меняет орбиту астероида.

В другом павильоне наблюдают спектр. По спектру звезды можно узнать его химический состав.

Но в другие павильоны нас не водили. Может потому что время нашего обучения посещения подходит к концу, а может, потому что там секретные приборы.

Возле телескопа мы изрядно подмерзли и пошли обратно в помещение погреться. Галина Викторовна спросила нас, всем ли мы довольны о чем она рассказывала, может быть мы хотим еще что-нибудь послушать? Погреться и узнать что-то новое - это полезное времяпрепровождение! Соглашаемся и идем снова на второй этаж, слушать вторую лекцию.

В нашей вселенной есть несколько галактик, в галактике много звезд, а у некоторых звёзд есть свои планеты. Мы живем в гелиоцентрической системе, т.е. там, где несколько планет вращаются вокруг звезды по имени Солнце. Но раз есть много звезд, значит и есть где-то много планет, на которых есть жизнь? Если смотреть на этот вопрос с точки зрения нас как биологических существ, то вероятность жизни очень мала. Потому что мы очень капризные… Мы выносим очень малый интервал температур, мы не выносим низкую и не выносим высокую температуру, нам нужно постоянно дышать, нам нужно постоянно питаться, мы не выносим большое количество радиации, на нас плохо влияют ультрафиолетовое и гамма-излучение, и все такое прочее. В общем, мы очень нежные… Когда с такой точки зрения рассматривали жизнь во вселенной, то вероятность существования такой жизни оказалась очень мала. Известный английский астроном 20 века Фред Хойл образно описал эту вероятность примерно так: возьмите современный лайнер, разберите его по винтикам и разложите это все на площадке, дождитесь урагана, если после урагана будет стоять на площадке готовый ко взлету самолет, то вероятность такого события и есть вероятность существования такой же жизни во вселенной как у нас.

Венера. Её атмосфера состоит из серной кислоты. Абсолютно не пригодна для нашей жизни.

Марс. Люди давно кого-то на нем хотят поселить. Марс представляет из себя планету потухших вулканов. Когда-то, когда была вулканическая бурная деятельность, то возможно и была тогда жизнь на Марсе. Сейчас в недрах Марса нашли замерзшую воду.

Юпитер. У него много спутников. Один из спутников называется Европа – он покрыт льдом. Подо льдом океан воды. Возможно в этом океане таится какая-то жизнь…

Сатурн. У него есть спутник Энцелад. С Земли его видят как шарик диаметром 500 км покрытый льдом. А когда вокруг него стала летать космическая станция, которая до сих пор там летает, то были обнаружены трещины, из которых бьют мощные гейзеры воды по тамошним меркам очень теплые – около нуля градусов, с учётом того, что основная температура около -200°С.

Вот примерный список планет, в климате которых можно обнаружить жизнь. А самый выносливый организм на Земле, который выносит даже радиацию, - это тихоходки, их еще называют "маленькими водяными медведями".

Солнце.

Солнце тоже имеет магнитное поле. Только магнитные полюса меняют свое положение. Похоже, что в этом году на Солнце поменяются магнитные полюса. Там где магнитные линии входят и выходят – в полюсах, в тех местах Солнце охлаждается и в этом месте на Солнце можно увидеть "пятна". Если основная температура 6000°С, то в этих "пятнах" она около 4500°С. Пятна – это самое яркое проявление солнечной активности.

Еще одно проявление солнечной активности называют "протуберанец". Их обнаружили впервые при солнечном затмении. Когда чёрный диск закрыл Солнце (позже поняли что это Луна), по краям были какие-то язычки. Они образуются следующим образом: магнитное поле Солнца выходит и выносит за собой "солнечное вещество", которое состоит из гелия и водорода. Большинство из протуберанцев возвращаются на поверхность Солнца под действием того же магнитного поля, а некоторые (большие) вырываются и летят в сторону планет, в частности Земли. Примерно также образуется солнечный ветер.

С солнечным ветром связаны еще два земных понятия. Солнечный ветер вступает во взаимодействие с магнитным полем Земли, которое нас, по сути, защищает от вредного солнечного воздействия (ветра). Этот момент называют магнитными бурями. Во время магнитных бурь многие болезни у человека обостряются, особенно у сердечников. Многие радиоэлектронные приборы могут выйти из строя.

Магнитное поле Земли, как известно, имеет два магнитных полюса. Из одного полюса магнитные линии выходят, и входят в другой. Роль щита выполняет сгусток линий между полюсами, а вот что происходит на полюсах? Часть "солнечного вещества", преимущественно уже из одного водорода, по магнитным линиям стекается в полюс. Верхние слои атмосферы взаимодействуют с заряженными частицами солнечного ветра, а эти в свою очередь заставляют уже светиться нашу атмосферу. В этот момент происходит такое явление, которое называют полярное сияние (в частности, северное сияние).

Все это наглядно продемонстрировано на картинке честно стыренной с Википедии:

А еще оказывается мы (как биологический вид) очень сильно зависим от того, в каком состоянии солнце находится: активное ли оно и спокойное? Проще всего посмотреть как изменяется солнечная активность по пятнам, более труднее наблюдать по протуберанцам. Мало пятен – у нас на Земле холодно, много пятен – тепло. За пятнами стали наблюдать давно. Есть 11-летний и 90-летний цикл солнечной активности, и когда эти два цикла соединяются, в этот момент солнце очень спокойное. Так было совсем недавно, в 2008-2009 году на солнце совсем не было пятен.

Еще солнечную активность можно измерить по годовым кольцам деревьев. Есть долгоживущее дерево – секвойя. Её распилили, годовые кольца разобрали, определили сколько там углерода C-14 (радиоуглерод, природный радиоактивный изотоп) – это как раз показатель какая была солнечная активность, построили график. Оказалось, что много есть ошибок, но очень обрадовались, когда увидели интервал низкой активности – это 17 век. В 17 веке уже велось наблюдение и в то время практически не было солнечных пятен. А на Земле в это врем было холодно, даже историки называют это время малым ледниковым периодом. В Европе замерзали реки, каналы, Балтийское море зимой замерзало, снега было очень много. Еще пример: в 12 веке была большая активность, в это время в Норвегии рос виноград, а викинги начали плавать и открыли новую землю – Гренландию, что переводится как "зеленая страна", а сейчас она "ледяная страна".

Сейчас проходит пик солнечной активности, так что аномальные теплоты и "глобальное потепление" тоже происходят не с проста... Уже есть наблюдения, которые говорят о том, что этот подъем заканчивается, и лет через 20-30 все пойдет вниз – через какое-то время на Земле будет похолодание.

Первым заметил нашу зависимость от солнечной активности Александр Леонидович Чижевский. Он соединил несоединимое – то, что на Солнце происходит, и то, что на Земле. Он заметил, что максимум солнечной активности и пики эпидемий совпадают, совпадают и другие пики заболеваний. Связь совпадает и с социально-историческими процессами: самые страшные войны и самые кровавые восстания приходятся на максимум солнечной активности. Еще пример: в августе 1991 года было очень много солнечных пятен, что происходило в это время, думаю рассказывать не надо…

Есть еще теория, что наши способности, наклонности и характер зависят от того когда мы появились (родились): в максимум активности, или в минимум, на спаде или подъеме... В обсерватории есть график солнечной активности за 40 лет. Взгляните на интервал те, кто родился в 1980-ые.

Когда уже ушли из обсерватории и грели машины, решили немного пофотографировать звезды.

Я заметил, что в воздухе летает пыль и видно луч света моего фонарика. Это натолкнуло на другую фотоидею:

Обратно поехали через Ревду, чтобы подвезти одну из соучастниц. Домой вернулся к полуночи, потом много размышлял... о звездах...

Использованы фотографии Алексея Зайцева (Dvedevmed), поскольку на тот момент я был без фотоаппарата - продал. Использована информация со слов Лямовой Галины Викторовны и Кожевникова Валерия Петровича (за что отдельное спасибо аудиозаписям Павла Распопова (Uraloved)). Частично информация взята с Википедии.

З.Ы. Теперь могу с уверенностью сказать, что облазил и посетил все Коуровские достопримечательности. Обсерватория и скалы Собачьи рёбра (турбаза Чусовая) были последними в моем списке по этой местности. Люблю эту местность...