|
Люди предсказывают затмения тысячи лет
|
|
|
|
20 апреля 2023 года в прибрежном городе Эксмут в Западной Австралии ожидается одно из самых зрелищных астрономических явлений — полное солнечное затмение. Затмения очаровывали нас на протяжении тысячелетий. Но оказывается, точно рассчитать, когда и где мы сможем наблюдать затмение во всей его красе, может быть на удивление сложно. Доминируя в небе, солнце и луна были самыми захватывающими небесными телами для наблюдения древних культур. Естественно, они также старались предвидеть и предсказывать их движения. В то время как движение солнца довольно простое, движение луны по небу гораздо сложнее. Во-первых, у него есть фазы; он также увеличивается и уменьшается в видимых размерах, когда движется по эллиптической орбите вокруг Земли. Вдобавок к этому, луна, кажется, довольно бессистемно качается и качается во время своего путешествия по небу, что делает чрезвычайно сложным точное описание ее орбиты. Фактически, объяснение движения Луны было единственной проблемой, от которой у Исаака Ньютона болела голова.
|
|
|
|
Поскольку затмения так поразительны, многие древние народы отмечали их появление в письменной форме и искусстве, а также обнаруживали повторяющиеся характеристики таких событий. Во время лунного затмения, когда Земля блокирует солнечный свет, который в противном случае освещал бы полную луну, потускневшая луна приобретает кровавый оттенок. Многие культуры связывали с такими событиями предчувствие (например, частичное лунное затмение, наблюдавшееся во время падения Константинополя в 1453 году) и вполне обоснованно задавались вопросом, когда может произойти следующее такое событие. Различные культуры по всему миру независимо друг от друга обнаружили, что затмения происходят с 18-летним циклом. Он упоминался в письменных записях вавилонян и ассирийцев (из древней Месопотамии и современного Ирака), а устная традиция предполагает, что цикл использовался в церемониальных целях жителями островов Торресова пролива на территории современной Австралии.
|
|
|
Этот 18-летний цикл, который может сохраняться как последовательность более тысячи лет, теперь известен как цикл Сароса. Слово «Сарос» упоминается в византийской энциклопедии Суда 10-го века и, возможно, имеет греческое происхождение («саро» означает «разметать», возможно, в связи с тем, как затмения проносятся по небу). Цикл Сароса показывает, сколько времени требуется системе Солнце-Земля-Луна, чтобы вернуться почти к той же треугольной конфигурации. Итак, если вы увидите лунное затмение, вы можете ожидать еще одно через 18 лет, видимое из большинства мест на Земле. Если бы вы принадлежали к древней культуре и наблюдали полное солнечное затмение, вам бы очень повезло (они происходят примерно каждые 375 лет в данном регионе Земли). Но увидели бы вы подобное событие 18 лет спустя? Увы, нет. Хотя 18 лет спустя, вероятно, произошло еще одно полное солнечное затмение, оно произошло бы над совершенно другой частью планеты. Через 54 года — три цикла сароса — область затмения должна была вернуться примерно в то же положение на Земле. Но только очень приблизительно, так как он мог находиться за тысячи километров от предыдущей точки наблюдения.
|
|
|
|
Во всем мире полное солнечное затмение наблюдается примерно каждые 18 месяцев в течение одного из двух возможных «сезонов затмений» в году. Это происходит гораздо чаще, чем 18-летний цикл сароса, и возможно, потому что несколько повторяющихся последовательностей сароса перекрываются одновременно (примерно дюжина), каждая из которых смещена как минимум на шесть месяцев. Например, полное солнечное затмение 2028 года, которое будет видно в Сиднее, является частью совершенно другой последовательности сароса, чем затмение этого года. Примерно через тысячу лет, когда закончится одна долгосрочная последовательность сароса, начнется другая с немного другим временем. Так могли ли наши древние предки предсказывать затмения? Да, если речь идет о лунных затмениях и, возможно, даже о частных солнечных затмениях. Известным прогностическим примером является затмение Фалеса в 585 г. до н. э., хотя тот факт, что полное солнечное затмение произошло над Грецией, почти наверняка является скорее удачей, чем наукой. То есть они не могли предсказать, что 18 лет спустя (567 г. до н. э.) на территории нынешних Соединенных Штатов можно будет наблюдать полное солнечное затмение.
|
|
|
|
Вполне вероятно, что знаменитый греческий антикитерский механизм, поразительно сложное механическое устройство 2000-летней давности, которое использовалось для предсказания ночного неба, мог точно рассчитать 18-летний Сарос. Но важно то, что он не мог предсказать полные солнечные затмения в точном месте на Земле — только их время. Таким образом, ясно, что древние люди могли предсказывать время лунных и частичных солнечных затмений, но нет убедительных доказательств того, что люди предсказывали время и место полных солнечных затмений. Вступая в современную эру науки, первое верное предсказание полного солнечного затмения (как по времени, так и по месту) было сделано в 1715 году. Эдмонд Галлей (известный кометой) правильно предсказал с точностью до четырех минут и 20 миль полное солнечное затмение, которое довольно удобно прошел над его собственным домом в Лондоне. Он сделал это, в полной мере используя новые теории гравитации и орбитальной механики Исаака Ньютона: Principia.
|
|
|
|
Сегодня мы не полагаемся на расчет орбит всей Солнечной системы для предсказания затмений. Например, НАСА использует очень продвинутую форму древней техники — распознавание образов. Используя около 38 000 повторяющихся математических терминов, НАСА может предсказывать как солнечные, так и лунные затмения на 1000 лет вперед. Кроме того, колебания Луны и изменяющееся вращение Земли делают предсказание затмения менее точным. Так что для тех из вас, кому посчастливилось стать свидетелем полного солнечного затмения в этом месяце, найдите минутку, чтобы подумать о том, что этот общий опыт значил для людей во всем мире на протяжении тысячелетий. Попытки предсказать и объяснить это явление напрямую способствовали прогрессу в математике и орбитальной механике, и из-за его красоты мы были вынуждены принять пределы наших научных знаний.
|
|
|
|
Источник
|
