Продолжаем разговор об измерении расстояний в астрономии..
Что было в первой части — туть.
Сегодня нам нужно будет зайти издалека.. Назовем это часть 2.1..
И так, вы проснулись ранним утром, и еще не продрав глаза, озаботились проблемой измерения расстояния до объектов, находящихся так далеко, что никаких отдельных звезд в них разглядеть нельзя. До XIX-XX веков решения этой проблемы не было — все люди ходили поникшими и грустными..
В XVII веке дорогой друг и товарищ Исаак Ньютон, в перерывах между созданием нового математического аппарата и описанием гравитационного взаимодействия всех объектов во Вселенной, занимался оптикой. Нам — таким умным — сложно понять, но в мире физиков тогда шли дебаты о причинах появления радуги. Господствующей была теория о том, что разложение белого света на различные цвета (радуга в видимом диапазоне) происходит из-за того, что свойства белого света изменяют сами объекты, через который тот проходит (капли воды, стекла, и др.). Но Исаак был не промах и своим опытом с двумя призмами показал что цвета - это составная часть света, а не результат влияния извне.
Мы, конечно, знаем обо всем об этом исключительно благодаря Роджеру Уотерсу с коллегами…
Телепортируемся в XIX век.
Знаменитый (впоследствии) гений-создатель оптических приборов Йозеф Фраунгофер (нет, серьезно — почитайте его биографию!) в 1814 году пропустил свет через оооочень точную призму и с удивлением обнаружил в «радуге» темные полосы — его зарисовка всего этого дела изображена на заглавное фотографии (на самом деле их обнаружил англичанин по фамилии Волластонон, но у того и так заслуг много, обойдется). Он смог (на глаз! 👀) разглядеть порядка 500 линий (сейчас мы знаем больше 1000) . С этого момента мы с вами как взрослые люди будем говорить не «радуга», а «видимый спектр Солнца».
Сейчас эти темные полосы в видимом спектре Солнца известны как раз как Фраунгоферовы линии. Фраунгофер присвоил каждой линии свой буквенно-цифровой код и понял, что они не связаны ни с прибором, ни с земной атмосферой, а являются частью солнечного света. Он же был одним из первых, кто изготовил диффракционную решетку — специальный прибор, позволяющий не только разлагать свет на составные части, как призма, но, помимо прочего, определять длину волны составных частей. С ее помощью Фраунгофер в 1821 году смог определить длины волн в видимом спектре Солнца, на которых были замечены эти темные полосы.
Однако, Фраунгофер был скорее инженером, чем ученым. Больше всего его интересовало создание идеальных оптических инструментов, поэтому описание наблюдаемого эффекта он оставил другим.
Эти «другие» — Густаф Кирхгоф (физик) и Роберт Бунзен (химик) — в 1859-60 годах, в славном немецком городе Хайдельберг (там, где ваш покорный слуга был в аспирантуре) провели ряд экспериментов. В них они ставили горелку между ярким источником света и призмой с экраном. Если в пламени горелки присутствовали соли натрия Na (поваренная соль — это NaCl), то на экране в спектре возникала характерная темная линия.
Измерив ее положение, Кирхгоф и Бунзен быстро соотнесли ее с соответствующей линией в спектре Солнца! Чуть позже они нашли еще порядка 30 химических элементов в солнечном спектре. Кирхгоф мастерски объяснил, что темные полосы возникают в результате прохождения солнечного света через более холодные внешние области Солнца, где присутствуют соответствующие химические элементы. Однако, физическое объяснение причины появилось только в XX веке с развитием квантовой физики и представлений об атомах.
…