Зачем нужна астрономия

Астрономия — самая старая из наук и одна из самых практичных, хотя её польза редко бывает на виду. Точное время в телефоне, навигатор в машине, прогноз магнитных бурь, слежение за астероидами — всё это держится на астрономических измерениях. А главное, астрономия отвечает на вопрос, где во Вселенной находимся мы сами.

Время и календарь

Сутки и год — астрономические единицы: первые задаёт вращение Земли, второй — её обращение вокруг Солнца («Календарь», «Время и часы»). Сегодня время хранят атомные часы, но Земля вращается неравномерно, и Международная служба вращения Земли следит за ней с помощью радиотелескопов. Пока расхождение не дорастало до секунды, в шкалу всемирного времени вставляли дополнительную секунду; последний раз это сделали 31 декабря 2016 года, а в 2022 году Генеральная конференция по мерам и весам решила к 2035 году от этой практики отказаться.

Навигация и карты

Спутниковым навигаторам — GPS, ГЛОНАСС, «Галилео» — нужна неподвижная система координат. Её задают несколько сотен далёких квазаров: их положения измеряют радиоинтерферометры на разных континентах, и относительно них вычисляют, как в каждый момент повёрнута Земля. Без теории относительности, проверенной астрономами, навигаторы бы тоже не работали: часы на спутниках GPS убегают вперёд примерно на 38 микросекунд в сутки, и без поправки ошибка в координатах росла бы на километры в день.

Защита Земли

Нил Деграсс Тайсон напоминает, что все околоземные астероиды крупнее километра — те, что грозят глобальной катастрофой, — уже можно найти и отследить, а вот мелкие тусклые тела иногда замечают всего за несколько дней до сближения. 13 апреля 2029 года астероид Апофис размером около 340 м пройдёт ближе геостационарных спутников связи; столкновения не будет, но это лучший случай изучить такое тело вблизи («Астероиды и метеориты»).

Отвести угрозу уже пробовали. 26 сентября 2022 года аппарат NASA DART на полном ходу врезался в небольшой спутник астероида Дидим — Диморф, и период его обращения сократился на 32 минуты. Это был первый опыт, когда люди изменили движение небесного тела («Миссии к астероидам»). Следить приходится и за Солнцем: вспышки и выбросы плазмы выводят из строя спутники и энергосети («Космическая погода»).

Лаборатория, которой нет на Земле

В космосе вещество бывает в таких состояниях, каких не получить в лаборатории: в недрах звёзд, в нейтронных звёздах, у чёрных дыр. Гелий нашли в спектре Солнца в 1868 году — на Земле его выделили только через 27 лет. Вопрос о том, что звёзды светят за счёт ядерной энергии, астрофизики поставили раньше, чем физики научились расщеплять ядро («Свет и спектры»).

Астрономические задачи двигают и технику. Тайсон рассказывает, как детектор, созданный для «Хаббла», чтобы различать слабые объекты, лёг в основу щадящей диагностики рака груди. Цифровые светочувствительные матрицы — ПЗС, а затем и КМОП-датчики, которые теперь стоят в большинстве фотокамер и смартфонов, — во многом выросли из нужд астрономии и космических аппаратов: КМОП-датчик с активными пикселями придумали в Лаборатории реактивного движения NASA. А радиоастрономы австралийского агентства CSIRO, пытаясь поймать сигналы от испаряющихся чёрных дыр, придумали способ бороться с эхом радиоволн — он вошёл в стандарт беспроводной связи Wi-Fi.

Картина мира

Астрономия меняет и сам способ думать о мире. По движению звёзд и газа в галактиках видно, что их держит куда больше массы, чем светится, — так появился вопрос о тёмной материи, на который пока нет ответа. Земля оказалась одной из планет обычной звезды на окраине одной из миллиардов галактик, а законы, которые управляют падающим яблоком, работают и на краю видимой Вселенной. Сегодня её главные вопросы — из чего состоит Вселенная, как она возникла и что с ней будет («История астрономии»).

Читайте также

• Обсерватории
• Телескопы
• История астрономии
• Космические телескопы