WEBVTT 00:00:03.000 --> 00:00:07.000 Я много говорил о наблюдении за ночным небом невооруженным взглядом: когда вы просто выходите наружу 00:00:07.009 --> 00:00:11.370 и смотрите на то что удаётся различить. Удивительно как много можно узнать, делая только это, 00:00:11.370 --> 00:00:14.469 и, конечно же, на протяжении тысяч лет мы, люди, не были способны делать что-то другое. 00:00:14.469 --> 00:00:17.680 Но в наше время мы способны на большее - мы можем использовать телескопы. 00:00:17.680 --> 00:00:21.930 Человек, впервые собравший телескоп, не известен истории. Не смотря на "всем известный факт", 00:00:21.930 --> 00:00:25.930 Галилей не изобретал телескоп. Он даже не был первым, кто направил его на небо, 00:00:25.930 --> 00:00:30.260 или первым, кто опубликовал результаты! Но упоминания его имени на протяжении лет 00:00:30.260 --> 00:00:34.789 и цепочка его поражающих открытий, сделанных с помощью его грубого инструмента, твёрдо 00:00:34.789 --> 00:00:38.249 впечатала его имя в учебники истории. Агрессивное самопродвижение иногда даёт результаты. 00:00:48.380 --> 00:00:52.480 Возможно вы думаете, что телескоп нужен для того, чтоб увеличивать маленькие объекты, 00:00:52.489 --> 00:00:56.199 чтобы мы лучше могли их видеть. Именно так рекламируются многие телескопы, но, если честно, 00:00:56.199 --> 00:01:00.869 это не совсем так. Если вы хотите самое общее определение, цель телескопа - 00:01:00.869 --> 00:01:06.439 улучшать видимость вещей: делать невидимые вещи видимыми и делать видимые вещи 00:01:06.439 --> 00:01:07.810 более отчётливо видимыми. 00:01:07.810 --> 00:01:12.729 Задача телескопа - сбор света. Думайте об этом как о ведре под дождём: чем оно больше, 00:01:12.729 --> 00:01:16.479 тем больше воды вы можете собрать. И, если ваше ведро достаточно велико, у вас будет достаточно воды, 00:01:16.479 --> 00:01:18.630 даже если на улице только моросит. 00:01:18.630 --> 00:01:23.090 В случае телескопа, "ведро" - это некое оптическое устройство, как линза или зеркало, 00:01:23.090 --> 00:01:27.950 которое собирает свет. Мы называем его объективом, и чем больше объектив, тем 00:01:27.950 --> 00:01:32.109 больше света он собирает. Посмотрите на свои глаза... Эм, это сложновато, так что представьте 00:01:32.109 --> 00:01:35.809 свои глаза на минутку. Они тоже работают как ведра для сбора света, но они собирают свет только 00:01:35.809 --> 00:01:40.389 через зрачки, которые, даже при наилучших обстоятельствах, меньше сантиметра в диаметре. 00:01:40.389 --> 00:01:42.040 Какое маленькое вёдрышко! 00:01:42.049 --> 00:01:46.390 Но мы можем лучше. Продолжая нашу аналогию, можно представить телескоп как ведро с воронкой 00:01:46.390 --> 00:01:50.619 на дне. Весь собранный свет концентрируется, фокусируется и отправляется в ваш глаз. 00:01:50.619 --> 00:01:53.759 Это превращает струйку света в стремительный поток. 00:01:53.759 --> 00:01:58.079 Количество собраного света зависит от площади объектива. Это значит 00:01:58.079 --> 00:02:02.350 что увеличив диаметр объектива вдвое, вы получите в 4 раза больше света, потому что 00:02:02.350 --> 00:02:06.780 площадь пропорциональна квадрату радиуса. Сделайте ведро в 10 раз шире 00:02:06.780 --> 00:02:11.250 и соберёте в 100 раз больше света! Так что с увеличением телескопа 00:02:11.250 --> 00:02:14.010 его способность показывать нам тусклые объекты растёт невероятно сильно. 00:02:14.010 --> 00:02:18.879 На самом деле, это было одним из первых и наиболее важных открытий Галилея: звёзды, 00:02:18.879 --> 00:02:23.069 невидимые невооружённым взглядом, с лёгкостью заметны в телескоп, не смотря на 00:02:23.069 --> 00:02:27.299 диаметр линзы всего в несколько сантиметров. Эти тусклые звёзды не излучали достаточно света 00:02:27.299 --> 00:02:31.699 чтобы его глаза могли их заметить, но с увеличением площади сбора света с помощью телескопа, 00:02:31.700 --> 00:02:33.020 они тут же стали заметны. 00:02:33.030 --> 00:02:37.470 Основа работы телескопа лежит в изменении направления света идущего от объекта. 00:02:37.470 --> 00:02:41.640 Я вижу звезду своим глазом, потому что немного её света идёт в направлении 00:02:41.640 --> 00:02:46.569 моего глаза. Но большинство света проходит мимо, падая на землю вокруг меня. Телескоп 00:02:46.569 --> 00:02:50.000 собирает свет, отражает пару раз, и посылает в мой глаз. 00:02:50.000 --> 00:02:53.269 При постройке самых первых телескопов, это изменение направления света достигалось 00:02:53.269 --> 00:02:57.989 с помощью линз. Когда свет переходит из одной среды в другую (например из воздуха 00:02:57.989 --> 00:03:03.110 в воду или стекло), он немного меняет своё направление. Вы видите это постоянно: 00:03:03.110 --> 00:03:07.680 ложка, лежащая в стакане с водой, кажется погнутой или сломанной. С ложкой всё 00:03:07.680 --> 00:03:12.349 в порядке, но вот свет, идущий от неё, меняет направление и искажает изображение. Это 00:03:12.349 --> 00:03:13.730 называется преломлением света. 00:03:13.730 --> 00:03:18.290 То как свет меняет направление зависит от материала и формы объекта, 00:03:18.290 --> 00:03:22.420 через который он проходит. Так уж получилось, что, если придать стеклу форму 00:03:22.420 --> 00:03:27.530 линзы, оно будет преломлять световые лучи так, что они примут форму конуса, фокусируя весь свет 00:03:27.530 --> 00:03:29.860 в одной точке. Воронка из света! 00:03:29.860 --> 00:03:34.040 У такого преломления есть несколько интересных свойств. Во-первых, свет от 00:03:34.040 --> 00:03:38.030 верхней части далёкого объекта оказывается внизу, а от нижней - вверху. То есть 00:03:38.030 --> 00:03:42.189 мы видим объект перевёрнутым! Лево и право 00:03:42.189 --> 00:03:46.610 также меняются местами, что может быть немного дизориентирующим и требует некоторого привыкания 00:03:46.610 --> 00:03:47.769 когда ты пользуешься рефрактором - телескопом на основе линз. 00:03:47.769 --> 00:03:51.860 Во-вторых, линза может увеличить изображение. Это, снова таки, потому что свет 00:03:51.860 --> 00:03:56.569 преломляется, и изображение наблюдаемого объекта может оказаться большим, чем объект 00:03:56.569 --> 00:03:59.950 кажется на глаз. Это зависит от многих факторов, включая форму линзы, расстояние до 00:03:59.950 --> 00:04:05.220 объекта, и то как далеко находится линза, но конечный результат в том что изображение объекта кажется больше. 00:04:05.220 --> 00:04:09.740 У этого есть очевидные преимущества: планета вроде Юпитера находится слишком далеко, 00:04:09.750 --> 00:04:13.989 чтоб различаться глазом как что-то кроме точки в небе, но телескоп увеличивает её изображение и 00:04:13.989 --> 00:04:19.360 мы можем увидеть больше деталей. Когда Галилей и другие ранние астрономы направили свои телескопы в небо, они увидели 00:04:19.360 --> 00:04:24.360 множество нового: кратеры на Луне, фазы Венеры, луны Юпитера, кольца 00:04:24.360 --> 00:04:28.910 Сатурна, и многое другое. Сама Вселенная вошла в фокус. 00:04:28.910 --> 00:04:33.350 Когда астрономы говорят об использовании телескопа чтобы делать детали более различимыми, они используют термин 00:04:33.350 --> 00:04:37.920 "разрешающая способность". Это способность различить два очень близких объекта. 00:04:37.920 --> 00:04:41.630 Вы с этим знакомы: когда вы ведёте машину ночью и другая машина вдалеке едет вам навстречу, 00:04:41.630 --> 00:04:47.630 она кажется просто точкой света. Когда же она подъезжает ближе, точка света разделяется 00:04:47.630 --> 00:04:48.980 на две фары. 00:04:48.980 --> 00:04:53.970 Телескоп увеличивает разрешающую способность, позволяя например различить две близкие звезды 00:04:53.970 --> 00:04:57.820 или увидеть детали поверхности Луны. Разрешающая способность отчасти зависит 00:04:57.820 --> 00:05:01.580 от размера объектива. Обычно чем больше ваш телескоп, 00:05:01.580 --> 00:05:03.100 тем лучше его разрешающая способность. 00:05:03.100 --> 00:05:08.060 Разрешающая способность полезнее увеличения, когда разговор идёт о телескопах. На 00:05:08.060 --> 00:05:12.320 разрешающую способность телескопа есть принципиальный предел, но нет никакого предела на то 00:05:12.320 --> 00:05:17.280 насколько вы можете увеличить изображение. Если вы сделаете масштаб изображения больше разрешающей способности телескопа, 00:05:17.280 --> 00:05:18.980 у вас просто получится размазня. 00:05:18.980 --> 00:05:23.640 Телескопы на основе линз замечательны, но у них есть одна большая проблема: большие линзы 00:05:23.640 --> 00:05:28.910 очень сложно делать. Они становятся тоньше ближе к краю и легко ломаются. Также, свет разных цветов 00:05:28.910 --> 00:05:33.530 преломляется немного по-разному, когда проходит через линзу, так что может получится что красная 00:05:33.530 --> 00:05:36.160 звезда в фокусе, в то время как синяя всё-ещё нечёткая. 00:05:36.160 --> 00:05:41.160 Никто инной как Исаак Ньютон придумал как обойти эту проблему: используйте зеркала. Зеркала также 00:05:41.160 --> 00:05:45.260 меняют направление света и, если вы используете искревлённое зеркало, вы также можете 00:05:45.260 --> 00:05:49.570 сфокусировать лучи света. Телескопы, которые используют зеркала называются рефлекторами. 00:05:49.570 --> 00:05:53.970 Преимущества рефлекторов громадны: вам нужно полировать только одну сторону зеркала, 00:05:53.970 --> 00:05:58.650 когда у линзы две стороны. Также зеркало может поддерживаться с неиспользуемой стороны, так что 00:05:58.650 --> 00:06:03.030 его можно сделать больше проще и дешевле. Не смотря на многие улучшения, 00:06:03.030 --> 00:06:07.080 сделаные на протяжении столетий, современные большие телескопы всё так же основаны 00:06:07.080 --> 00:06:11.990 на дизайне Ньютона. На самом деле, ни один из современных больших профессиональных телескопов 00:06:11.990 --> 00:06:15.730 не имеет линзы в объективе. В наши дни всё делается с помошью зеркал. 00:06:15.730 --> 00:06:18.580 И это подводит нас к сегодняшнему выпуску нашей уместно названой рубрики "Сфокусируйся на...". 00:06:18.580 --> 00:06:22.340 Наиболее часто задаваемый мне вопрос (кроме "Эй, кто твой парикмахер?") это "Эй 00:06:22.340 --> 00:06:24.170 Фил, какой телескоп мне купить?" 00:06:24.170 --> 00:06:28.220 Это разумный вопрос, но на него очень сложно ответить. Предствьте что кто-то подошёл 00:06:28.220 --> 00:06:32.370 к вам и спросил: "Какую бы мне купить машину?" На этот вопрос невозможно дать ответ без 00:06:32.370 --> 00:06:33.710 большего количества контекстной информации. 00:06:33.710 --> 00:06:38.250 Так же и с телескопами. Вы хотите смотреть на Луну и планеты или на тусклые и 00:06:38.250 --> 00:06:42.870 почти незаметные галактики? Насколько вы хотите этому отдаться? Телескоп нужен 00:06:42.870 --> 00:06:44.440 взрослому или ребёнку? 00:06:44.440 --> 00:06:48.310 Это критичные вопросы. Большинство маленьких телескопов - рефракторы и хорошо подходят чтоб 00:06:48.310 --> 00:06:51.910 смотреть на Луну и планеты (обычно они увеличивают изображение сильнее рефлектров). 00:06:51.910 --> 00:06:55.930 Но ими непросто пользоваться, потому что они переворачивают изображение справа налево и сверху вних. 00:06:55.930 --> 00:06:59.710 Телескопы побольше хороши для более тусклых объектов, но более дорогие и сложнее для 00:06:59.710 --> 00:07:04.360 установки и использования. Мне очень жаль когда я слышу о телескопе, который просто собирает пыль, потому что был куплен в спешке. 00:07:04.360 --> 00:07:09.440 Вот что я рекомендую: найдите обсерваторию, планетарий или местный астрономический клуб. Скорее всего 00:07:09.440 --> 00:07:13.660 они проводят открытые встречи и наблюдения за небом. Там вы можете посмотреть на и через 00:07:13.660 --> 00:07:17.690 разные виды телескопов. Их владельцы почти всегда рады поговорить о них - 00:07:17.690 --> 00:07:21.460 как астроном, я вас уверяю, проблема с астрономами не в том как заставить 00:07:21.460 --> 00:07:26.840 их говорить, а в том как заставить их замолчать, - так что вы получите кучу советов и опыта из первых рук. 00:07:26.840 --> 00:07:31.660 Также, я обычно советую взять бинокль перед покупкой телескопа. Им просто и 00:07:31.660 --> 00:07:35.960 весело пользоваться, легко носить с собой и вы можете купить довольно хороший за относительно небольшие деньги и 00:07:35.960 --> 00:07:40.030 увидеть много интересных объектов. Даже если вы решите, что астрономия - не ваше хобби, биноклем 00:07:40.030 --> 00:07:43.750 можно пользоваться в походах и для наблюдения за птицами. У меня есть парочка биноклей 00:07:43.750 --> 00:07:45.520 и я постоянно ими пользуюсь. 00:07:45.520 --> 00:07:50.030 Есть и третья сторона работы с телескопами, кроме разрешающей способности и возможности 00:07:50.030 --> 00:07:55.020 видеть тусклые объекты. Они могут буквально показать нам объекты вне цветового диапазона, 00:07:55.020 --> 00:07:56.280 который могут видеть наши глаза. 00:07:56.280 --> 00:08:00.900 В 1800 году Уильям Гёршель открыл инфракрасный свет - тип света, невидимый 00:08:00.900 --> 00:08:05.940 для наших глаз. С тех пор мы узнали и о других формах невидимого света: радиодиапазон, 00:08:05.940 --> 00:08:10.430 микроволны, ультрафиолет, рентгеновское и гамма-излучение. Астрономические объекты можно наблюдать 00:08:10.430 --> 00:08:14.170 во всех этих диапазонах, если только у нас есть телескопы, построенные для сбора этих 00:08:14.170 --> 00:08:17.930 типов света. Радиоволны обходят "нормальные" телескопы, которые мы используем 00:08:17.930 --> 00:08:22.060 для наблюдения видимого света. Рентгеновское и гамма-излучение проходит прямо сквозь них, как-будто их нет. 00:08:22.060 --> 00:08:27.120 Но мы, человеки, умные. Мы узнали, что громадные металические тарелки изгибают радиоволны, 00:08:27.130 --> 00:08:31.690 и могут использоваться как гигантские зеркальные телескопы Ньютона. На самом деле, 00:08:31.690 --> 00:08:36.259 для разных видов света нужны разные телескопы и, как тольок мы поняли как, мы их построили. 00:08:36.259 --> 00:08:39.930 Теперь мы можем видеть космические феномены во всём спектре света, от 00:08:39.930 --> 00:08:44.639 радиоволн до гамма-излучения, и даже построили нетипичные телескопы, которые "видят" субатомные частицы, 00:08:44.640 --> 00:08:49.000 прилетающие из космоса, такие как нейтрино и космические лучи. Из-за этого мы 00:08:49.000 --> 00:08:52.220 узнали о Вселенной намного больше, чем Галилей мог представить. 00:08:52.220 --> 00:08:56.460 И мы в сердце ещё одной революции. Настоящая бифоизика этого процесса сложна, 00:08:56.460 --> 00:09:01.259 но в некотором смысле наши глаза действуют как видеокамеры, которые снимают с частотой около 14 кадров 00:09:01.259 --> 00:09:04.639 в секунду. Это совсем небольшое время. Фотографы, с другой стороны, могут снимать с 00:09:04.639 --> 00:09:09.649 намного более длинной экспозицией, что позволяет свету накопиться, что позволяет нам видеть куда более тусклые объекты. 00:09:09.649 --> 00:09:14.529 Первые фотографии через телескоп были сделаны в 1800-ых. Это привело к неисчислимым 00:09:14.529 --> 00:09:19.519 открытиям: например в 20 столетии гигантские телескопы с гигантскими камерами помогли нам 00:09:19.519 --> 00:09:24.589 увидеть детали далёких галактик, что показало нам что Вселенная расширяется. 00:09:24.589 --> 00:09:27.800 Необычайно важная концепция, к которой мы ещё вернёмся позже. 00:09:27.800 --> 00:09:32.459 Теперь у нас есть цифровые детекторы света, похожие на камеру вашего телефона, но 00:09:32.459 --> 00:09:37.790 куда больше и чувствительнее. Они могут быть в десятки раз светочувствительнее чем плёнка, 00:09:37.790 --> 00:09:42.339 что позволяет за минуты засечь объекты, на которые бы ушли часы или больше, используй мы плёнку. Эти 00:09:42.339 --> 00:09:47.029 цифровые камеры также могут быть построены для работы с ультрафиолетом, инфракрасным светом и другими. Мы 00:09:47.029 --> 00:09:51.860 легко можем сохранять огромные количества информации с помощью компьютеров и они же могут анализировать 00:09:51.860 --> 00:09:56.009 эту информацию, выполняя задачи, слишком утомительные для человека. Большинство астероидов 00:09:56.009 --> 00:09:59.720 и комет теперь открываются автоматически с помощью программного обеспечения, которое, например, ищет двигающиеся 00:09:59.720 --> 00:10:04.259 объекты среди тысяч или сотен тысяч неподвижных звёзд на цифровых изображениях. 00:10:04.260 --> 00:10:08.960 Это также привело к эре удалённой астрономии: телескоп может быть расположен на далёкой горе 00:10:08.960 --> 00:10:12.960 и запрограммирован сканировать небо автоматически. Это также значит что мы можем расположить телескопы 00:10:12.960 --> 00:10:17.639 в космосе, над морем воздуха нашей атмосферы, которая смазывает и искажает далёкие тусклые объекты. 00:10:17.639 --> 00:10:22.389 Мы можем посещать другие миры и присылать изображения обратно домой, или посылать обсерватории, 00:10:22.389 --> 00:10:27.660 как космический телескоп "Хаббл", на орбиту Земли и с их помощью заглядывать в глубины Вселенной. 00:10:27.660 --> 00:10:32.180 Я бы сказал, что в прошлом веке в астрономии произошла революция, такая же важная, 00:10:32.189 --> 00:10:36.339 как и само изобретение телескопа. В начале 17-го века всё небо было ново 00:10:36.339 --> 00:10:40.779 и, куда бы ты не обратил телескоп, там было какое-нибудь открытие. 00:10:40.779 --> 00:10:45.819 Но сейчас, с нашими огромными телескопами и невероятно чувствительными цифровыми глазами, это всё-ещё правда. 00:10:45.820 --> 00:10:50.319 Каждый день мы узнаём всё больше о Вселенной, так же как каждый день мы узнаём как много мы не знаем. 00:10:50.319 --> 00:10:55.240 Это одна из лучших сторон астрономии: Вселенная - как пазл 00:10:55.240 --> 00:11:00.029 с бесконечным числом частей. Веселье никогда не кончается! 00:11:00.029 --> 00:11:05.480 И помните: даже учитывая все чудеса, открытые телескопами, ваши газа - всё-ещё довольно 00:11:05.480 --> 00:11:10.009 хороший инструмент. Вам не нужно большого сложного оборудования чтобы видеть небо. Важная 00:11:10.009 --> 00:11:14.240 часть - это пойти наружу. Посмотрите вверх! Это тоже довольно весело. 00:11:14.240 --> 00:11:18.749 Сегодня вы узнали что телескопы делают две вещи: увеличивают нашу способность различать детали и 00:11:18.749 --> 00:11:23.949 собирать свет, чтобы видеть более тусклые объекты. Есть два основных вида телескопов: рефрактроры, 00:11:23.949 --> 00:11:27.790 которые используют линзы, и рефлекторы, которые используют зеркало. Также бывают телескопы, которые 00:11:27.790 --> 00:11:31.699 используются чтобы смотреть на свет, который наши глаза не могут видеть, и, с изобретением фотоплёнки, а 00:11:31.699 --> 00:11:35.790 позже и электронных детекторов, мы можем заглядывать во Вселенную на невиданые глубины. 00:11:35.790 --> 00:11:40.129 Crash Course создан в сотруднечистве с PBS Digital Studios. Этот эпизод был написан 00:11:40.129 --> 00:11:44.819 мною, Филом Плэйтом. Сценарий редактировался Блэйком де Пастино, а нашим консультантом был 00:11:44.819 --> 00:11:48.899 др. Мишель Таллер. Эпизод был срежисирован Николасом Дженкинсом и Майклом Арандой, а графикой занималась 00:11:48.900 --> 00:11:50.000 команда Thought Café.