Затмения.
Тени, отбрасываемые непрозрачными предметами.
Днем, при ярком солнечном свете, вы видите тени, бросаемые от себя деревьями, скалами, домами, вы видите свою собственную тень, лежащую около ваших ног или обрисовывающуюся на стене. Вечером, при свете лампы, вы также можете заметить большие причудливые тени, движущиеся вдоль стен. Вообще всякий непрозрачный предмет, будучи освещен с одной стороны, отбрасывает тень в противоположную от света сторону.
Обратимся опять к нашей лампе с матовым шаром, которая уже служила нам изображением Солнца, и пусть небольшой мячик, яблоко или апельсин будут представлять нам Землю. Установим эту последнюю, подвесивши на нитке, в некотором расстоянии от лампы. Половина мяча, обращенная к источнику света, будет освещена, а другая останется в тени; вам это уже известно. Но сверх того, позади мячика, с противоположной от лампы стороны, будет находиться некоторое пространство, куда свет от лампы не может проникнуть, так как мяч его задерживает. Такое темное пространство в воздухе позади мяча и будет собственно то, что называется его тенью.
Если поместить в это пространство какой-нибудь небольшой предмет, напр. маленький шарик, то на него не упадет ни одного луча от лампы: он останется в тени. Во всяком другом месте вверху, внизу, справа или слева -- шарик будет освещаться. Можно найти такое положение, при котором часть шарика находится в тени, а другая в то же время освещается лампою.
Пространство позади шара, в которое совершенно не попадают лучи от матового шара лампы, имеет в воздухе форму длинного прямого рога, т. е. оно суживается по мере удаления от шара и оканчивается точкою. Его называют конусом тени.
Возьмем лист белой бумаги и поместим его позади шара в близком от него расстоянии. На той части бумаги, которая будет перерезывать тень, образуется как бы круглое пятно (фиг. 53), небольшой темный круг среди освещенной поверхности. Круг этот по величине почти одинаков с мячиком. Удаляя постепенно листок бумаги, мы видим, что темное пятно мало-по-малу сокращается, откуда ясно, что самая тень убывает, постепенно переходя в остроконечие. В то же время, если вы вглядитесь хорошенько, то заметите, что темное пятно окружено сероватым кольцом, только полуосвещенным, а не вполне темным, которое все более и более увеличивается по мере удаления бумаги, тогда как темное пятно сокращается. Такое полуосвещенное пространство вокруг более темной тени называется полутенью; это -- то пространство, где мяч задерживает не все лучи света, а только часть их, и потому оно не совсем закрывает наш светящий шар лампы, а только отчасти (фиг. 53).
Лунное затмение.
Представьте себе теперь Землю, этот непрозрачный шар, плавающий в необ'ятном пространстве перед громадною светящеюся сферою, каково Солнце. С противоположной от Солнца стороны Земдя тоже будет отбрасывать в пространство огромную тень.
Тень эта также имеет вид конуса (фиг. 54). По близости от Земли она имеет такой же диаметр, такую же ширину, как и Земля; затем размеры ее постепенно уменьшаются, заканчиваясь одною точкою в расстоянии 1 290 000 верст от Земли.
Нам уже известно, что Луна обращается вокруг нашего шара на расстоянии почти 360 000 верст. Когда эта последняя проходит позади Земли с противоположной от Солнца стороны, т.-е. во время полнолуния, то может случиться, что она пройдет через земную тень, простирающуюся гораздо далее этого расстояния. Тогда исходящий от Солнца свет, не имея возможности достигнуть до Луны, не будет освещать ее. Такое явление называется затмением, -- затмением Луны. При этом можно видеть, как Луна мало-по-малу входит в темное пространство и как, по мере этого, распространяется по ней тень. Если вся Луна вступит в конус тени, то произойдет полное затмение (фиг. 54).
Весьма занимательно наблюдать такое явление, когда лучезарная Луна мало-по-малу заслоняется покрывающею ее тенью и, так сказать, исчезает среди небосклона! Едва-едва можно при этом различить на небе ее тусклый и слабо красноватый кружок. По прошествии некоторого времени Луна постепенно выдвигается из, тени с противоположной стороны; сначала появляется светлая полоска у края, которая постепенно расширяется на всю поверхность, после чего Луна приобретает первоначальный свой вид и яркость.
Случается иногда, что Луна не вполне проходит чрез тень и погружается в нее только отчасти; проходя сбоку тени, она прорезывает ее более или менее глубоко. При этом затемненною бывает только поверхность вошедшей в тень части; остальная же часть продолжает блистать, хотя и не так ярко, как обыкновенно, потому что она при этом находится в полутени, окружающей конус тени. Тогда происходит частное затмение (фиг. 55). При этом на Луне вырисовывается тень, отбрасываемая землею, подобно тому, как бывает видна тень какого-либо предмета на стене. Тень эта всегда имеет отчетливый, закругленный и гладкий край -- новое доказательство того, что Земля кругла.
Условия при которых происходит затмение Луны.
Когда может произойти затмение Луны? Тогда, когда она находится с противоположной от Солнца стороны. Но мы знаем, что при этом она бывает в фазе полнолуния. Вот почему лунные затмения происходят всегда во время полнолуния. Каждый месяц Луна занимает такое противоположное от Солнца положение. Если бы при этом она всегда проходила точь-в-точь позади Земли (чрез линию центров Солнца и Земли), то при каждом своем обороте она погружалась бы в ее тень, и ежемесячно, при каждом полнолунии, происходило бы затмение. Но этого не бывает: гораздо чаще Луна проходит несколько выше или несколько ниже конуса тени, вместо того, чтобы прорезывать или даже задевать его на своем пути; в таких случаях затмения не бывает.
Затмения Солнца.
Солнце также может иногда затмеваться. Конечно, Солнце не может лишиться своего света, так как оно само составляет источник света, но оно может быть заслонено от наших глаз.
Впереди вас проходит человек между вами и Солнцем; в тот момент, когда он проходит, он закрывает от вас Солнце. Поместите книгу или тетрадь перед вашими глазами между собою и лампой -- и вы не увидите уже лампы. Вот и все об'яснение солнечного затмения.
Что же однако может стать таким образом между нами и Солнцем, чтобы закрыть его? -- Луна.
Мы знаем, что, совершая свой путь вокруг Земли, Луна, при каждом обороте, проходит между Землею и Солнцем, причем, как мы видели, наступает новолуние. Если при этом она будет находиться как раз между нами и Солнцем, т. е. на одной и той же прямой линии, то в момент прохождения она заслонит Солнце, и если, хотя бы на мгновение, закроет его совсем, то произойдет полное солнечное затмение; если же Луною будет закрываться только часть Солнца, то мы увидим частное солнечное затмение.
Условия, при которых происходит затмение Солнца.
Каким образом, однако, допустить, чтобы Луна могла закрыть все Содпце, когда она гораздо меньше его? -- Мы это сейчас об'ясним.
Ежедневный опыт убедит всякого, что самое маленькое тело, находясь вблизи от нас, может загородить от нашего взгляда весьма большой, но значительно удаленный предмет. Достаточно поднять руку перед глазами, чтобы она загородила совсем целый дом, находящийся на некотором расстоянии, или даже всю гору, поднимающуюся на горизонте.
Луна значительно меньше Солнца, но зато она несравненно ближе к нам; одно восполняет другое, и действительно, как мы уже упомянули, видимый диаметр Луны почти одинаков с кажущимся диаметром Солнца. Однако Луна не всегда находится в одинаковом расстоянии от Земли; иногда она бывает несколько ближе к ней, и потому кажется нам немного больше Солнца; иногда же более удалена от нас, и тогда видимый ее поперечник кажется менее солнечного. Если, во время новолуния, Луна находится как раз прямо против Солнца в тот самый момент, когда она более к нам приближена и кажется нам большею, то ее диск может совершенно закрыть собою на несколько минут Солнце и произвести полное затмение.
Если, наоборот, в этот самый момент Луна находится в наибольшем удалении от Земли и кажется нам меньше, чем Солнце, то она не может загородить собою всего солнечного диска; проходя перед ним, Луна как бы кладет на него большое черное пятно, почти покрывающее весь солнечный кружок, за исключением небольшой подоски по краям, в виде светлого кольца. Такое затмение Солнца называется кольцеобразным (фиг. 56).
Если бы Луна всегда проходила как раз между нами и Солнцем, то солнечное затмение случалось бы при всяком новолунии, т. е. каждый месяц. Но по большей части Луна на своем пути не пересекает прямую линию между нами и Солнцем, а чаще проходит сколько выше или ниже ее, и тогда затмения не происходит.
Прохождение лунной тени по Земле.
Лунные затмения никогда не бывают и не могут быть местными; это значит, что когда Луна совсем или же только отчасти утрачивает свой свет, то затмение бывает видимо во всех странах, где в это время ночь, и где Луна стоит над горизонтом. Совсем другое происходит при солнечном затмении.
Луна, подобно Земле, имеет позади себя свой небольшой теневой конус. Когда он проходит между нами и Солнцем, то эта тень встречает поверхность Земли и образует на ней небольшое, круглое темное пятно (фиг. 57), которое скользит по Земле, подобно тому, как наша тень двигается по стене, когда мы проходим между нею и Солнцем. Но поверхность Земли находится почти у самого конца теневого конуса, и потому темное пятно сравнительно не велико: оно редко бывает шире 200 верст. Солнце представляется совершенно затемненным только там, где эта тень Луны падает на Землю; но те, кто находится в области прохождения по Земле полутени, окружающей темное пятно, увидят частное затмение Солнца, так как во время своего прохождения Луна заслонит от них только часть блестящего диска. Во всех же прочих местах Земли наблюдатели будут продолжать видеть Солнце в полном блеске; в этих местах Луна, не находясь прямо против Солнца, нисколько не заслонит его и не закроет их своею тенью. Эта ограниченная тень скользит по поверхности Земли, проходит чрез моря, степи, пустыни... Понятно таким образом, что каждое солнечное затмение доступно для наблюдения на весьма небольшом пространстве обитаемых стран. При этом каждое место, село или деревня, где вы живете например, не много имеет шансов для того, чтобы находиться непременно на пути прохождения тени. Следовательно, для каждого места на Земле солнечные затмения, в особенности полные, бывают весьма редко. Но, переезжая в те страны, через которые должна проходить тень, можно наблюдать их довольно часто.
Описание солнечного затмения.
Полное солнечное затмение представляет в описание высшей степени занимательное и весьма внушительное явление: наступает ночь среди белого дня! -- Вообразите себе ярко светящее Солнце среди чистого, безоблачного неба. В известный час, минуту и секунду, в точности наперед предсказанный астрономами, вдруг оно начинает ущербляться с западной, иначе с правой, стороны; черный кружок -- край неосвещенной Луны -- медленно надвигается, закрывая все большую часть Солнца и тем постепенно уменьшая его свет. Вот уже половина Солнца закрылась. Тусклое, бледное освещение заменило яркое солнечное сияние, еще недавно озарявшее всю природу; все цвета бледнеют; птицы, весело порхавшие, не поют больше и со страхом прячутся между листьями; стада животных в беспокойстве кричат и мечутся в стороны; цыплята торопливо прячутся под крылья наседки; цветы закрывают свои венчики, как бы при наступлении ночи. -- Вот от яркого, светлого диска осталась только узкая дуга в виде серпа, которая все более и более уменьшается и, наконец, совершенно исчезает. Затем наступает темнота... темнота странная: все кажется тем более темным, что исчезновение последних лучей совершается мгновенно; темнота не поднимается снизу, как ежедневно при закате Солнца, а внезапно набегает сверху. Вся природа погружается в молчание, на небе загораются звезды, температура воздуха заметно понижается на несколько градусов, и вас охватывает дуновение свежего ветра. Ночные птицы вылетают из своих гнезд, появляются летучие мыши. Животныя удивлены невиданным зрелищем: лошадь отказывается идти вперед, собака дрожит и со страхом прижимается к ногам своего хозяина. И даже человек... мы сами, предвидевшие все это заранее, пришедшие сюда наблюдать это явление и уверенные, что в нем нет ничего сверх-естественного, мы сами против воли находимся в возбужденном состоянии; мы молча с нетерпением и страхом ждем конца явления, которого никогда не видели и, вероятно, никогда более не увидим. В тот момент, когда чудодейственный светоч неба угас, невозможно удержаться, чтобы не сказать себе: "что, если когда-нибудь он таким образом угаснет навсегда! что, если он не появится уже снова! что произойдет тогда с Землею и с нами?" -- Но нет! Посмотрите, какое чудное зрелище представляется теперь всем взорам, устремленным в одну точку неба! Солнце скрылось; вместо него на небе виден черный кружок Луны, окаймленный светлым сиянием или венцом, указывающим еще место Солнца. В этом эфирном сиянии видны громадные снопы лучей, расходящихся из затемненного Солнца. Розовые выступы как бы исходят из лунного диска, закрывающего божество дня, и когда наши глаза несколько привыкнут к окружающей нас темноте, мы убеждаемся, что наступившая ночь вовсе не так темна, как нам казалось сначала. В течение 2--4 минут астрономы изучают эти удивительные окрестности Солнца, сделавшиеся видными только потому, что Луна закрыла теперь яркий солнечный диск. Вдруг луч света вырывается из-за темного круга Луны. -- Ликующий крик тысячи голосов возвещает о победе света над тьмою. В этом крике слышится выражение искренней нескрываемой радости. В самом деле, Солнце, прекрасное Солнце, не погибло, а только спряталось; оно такое же, каким было и прежде, и выходящие из-за края Луны лучи его становятся все более и более яркими. Луна, продолжая свой путь, мадо-по-малу открывает нам солнечный диск с той же стороны, с которой она закрывала его сначала, т. е. с западной, и лучезарный день снова озаряет нас своим живительным светом {В русской литературе есть рассказ В. Г. Короленко: "На затмении", интересный во многих отношениях, с превосходным описанием полного солнечного затмения 1887 года.}.
Суеверие относи тельно затмений.
Некоторые невежественные и суеверные народы с особом страхом относятся к затмениям. Для них это представляется чудом, ниспровержением всего существующего... Солнце или Луна утрачивают свой свет!... Это наверно предвещает какое-нибудь несчастие, войну, чуму или потоп! -- Многие из них думают, что солнечное затмение предвещает конец света; другие об'ясняют себе затмение тем, что какое-то страшилище, вроде дракона, стремится пожрать Солнце, и, чтобы спасти Солнце и испугать чудовище, -- они поднимают страшный шум. Однако образованные люди уже знают, что затмение не есть что-нибудь сверх'естественное, но, напротив того, крайне простое и вполне естественное явление. Замечено даже, что по прошествии каждых 6585 1/3 дней Земля и Луна опять возвращаются в то же самое положение относительно Солнца, и вновь происходит почти такое же затмение. Принимая в соображение такой период, можно за несколько лет вперед предсказать о наступлении затмения; для этого достаточно лишь знать, какого рода затмения были наблюдаемы в предшествующие года и прибавить к тому дню года, когда было затмение, 6585 дней, т. е. 18 лет и 10 или 11 дней, смотря по числу високосных годов в эти 18 лет и 7--8 часов.
Период затмений.
Однако следует заметить, что такие предсказания будут только приблизительными, в особенности относительно солнечных затмений, которые не всегда бывают видимы с тех же самых мест Земли. Астрономы, в совершенстве изучившие движения Земли и Луны, могут с точностью вычислить тот момент, когда Луна должна пройти сквозь земную тень или перед Солнцем; они могут предсказывать за несколько лет и веков вперед день, час, минуту и секунду, когда произойдет затмение, -- те места, откуда его можно будет наблюдать, и в каком виде представится это явление. Каждый год происходит постоянно по крайней мере два, и тогда оба солнечные, и самое большее семь затмений -- пять солнечных и два лунных -- видимых в различных местах Земли; припомним однако, что когда случается затмение, то не всегда оно бывает видимо в той местности, где мы живем. Полные солнечные затмения, как мы уже заметили, весьма редко повторяются в одном и том же известном месте. И затмения, повторяющиеся через 658573 дней, бывают видны не в одном и том же месте Земли; например, затмение 7 августа 1850 года было видно в Тихом океане; затмение 18 августа 1868 года -- в южной Азии, затмение 29 августа -- 1886 года в Атлантическом океане; затмение 9 сентября 1904 года было видимо опять в Тихом океане; затмение 21 сентября 1922 г. -- в Индийском океане и т. д. В календарях обыкновенно помещают сведения о тех затмениях Солнца и Луны, которые будут видимы в России, и мы советуем не упускать случая для их наблюдения.
Ниже мы приводим перечень полных солнечных затмений, которые будут видны в Европе и в Азии в предстоящие 50 лет.
29 июня 1927 г. Пройдет чрез Англию и Норвегию.
19 июня 1936 г. Видимо будет на Балканском полуострове, южной европейской России и южной Сибири.
21 сент. 1941 г. На Кавказе и средней Азии.
9 июля 1945 г. В Скандинавии, европ. России, средн. Азии.
25 февраля 1952 г. В Аравии, средн. Азии.
30 июня 1954 г. В Скандинавии, европ. России, средн. Азии.
15 февраля 1961 г. Во Франции, Италии, Австрии, России.