Астрономія від спостережень до теорії
Одним із прикладів такого активного підходу до астрономічних спостережень є «метод порівняння». Для вивчення якого-небудь об'єкта, що цікавить астрономів, підбираються подібні до нього за природою космічні об'єкти. В процесі спостережень з'ясовується, що у цих об'єктів спільне і чим вони різняться. Аналіз причин, які породжують цю подібність і цю відмінність, може дати цінну додаткову інформацію, що відкрив шлях до пі¬знання закономірностей досліджуваного об'єкта. Так, Землю порівнюють з іншими планетами Сонячної си¬стеми, Сонце - з іншими зорями, нашу Галактику - з іншими зоряними островами Всесвіту.Можливими в астрономії є також дослідження, що фактично наближаються до експериментальних. Тільки умови для таких досліджень створює не експеримента¬тор, а сама природа. І завдання вченого полягає в тому, щоб наперед передбачити таку можливість і скориста¬тися з неї для дослідження того чи іншого явища.
Одним з перших «космічних експериментів», викори¬станих людиною, було визначення форми Землі за допо¬могою... місячних затемнень. Наші предки не могли полишити Землю й поглянути на неї з великої відстані, як це вдається зробити у наш час за допомогою косміч¬них апаратів. Можливість «побачити» Землю ніби «з бо¬ку» надала сама природа.
Як відомо, місячні затемнення відбуваються тому, що у своєму русі довкола Землі Місяць час од часу потрап¬ляє в тінь, яку відкидав в світовий простір у променях Сонця непрозоре тіло Землі. Видатний мислитель Ста¬родавньої Греції Арістотель одним з перших звернув увагу на ту обставину, що при всіх без винятку місяч¬них затемненнях, які будь-коли спостерігалися людь¬ми, контур земної тіні на Місяці завжди мав форму круга.
Арістотель дійшов висновку: Земля є кулястою, бо тільки куля може за будь-яких положень відкидати не-змінно круглу тінь.
Цікаво, що під час місячних затемнень природа, так би мовити, паралельно ставить ще один важливий експеримент. У період повного затемнення прямі проме¬ні Сонця не можуть досягти поверхні Місяця - їм засту¬пає дорогу Земля. Але ті сонячні промені, які проходять через високі шари повітряної оболонки Землі, заломлю¬ються і частково досягають місячної поверхні, надаючи їй червонястого відтінку. За цим відтінком можна роби¬ти висновки про фізичний стан верхньої атмосфери нашої планети.
Сонячне світло бере безпосередню участь ще в одно¬му космічному експерименті, який свого часу зумовив одне з найважливіших відкриттів у галузі планетної астрономії. Йдеться про так зване проходження Венери по диску Сонця. Через певні проміжки часу Земля і Ве-нера опиняються на одній прямій із Сонцем, і оскільки хмарна планета знаходиться ближче до денного світила,
ніж Земля, то з Землі можна спостерігати, як Венера «вступає» на край сонячного диска і сходить з нього.
Великий російський учений М. Ломоносов, за життя якого відбувалося чергове проходження Венери по диску Сонця, вперше підійшов до спостереження цього явища з наукових позицій. Він звернув увагу на те, що в мо¬мент, коли вона сходила з нього, довкола планети спа¬лахнув світлий обідок. Ломоносов цілком правильно витлумачив результат цього експерименту, поставленого природою: світний обідок навколо Венери - результат заломлення сонячних променів в атмосфері планети.* Це відкриття по суті поклало початок планетній астро¬номії.
Яскравий приклад застосування з метою наукового дослідження космічної ситуації - перевірка одного в основних висновків загальної теорії відносності Ейн¬штейна про викривлення світлових променів під дією сили тяжіння. Для цього використовується момент пов¬ної фази сонячного затемнення, коли з'являється уні¬кальна можливість одночасно сфотографувати перекри¬тий Місяцем сонячний диск і зорі, що знаходяться в цей момент поблизу його краю. Потім одержані фотографії порівнюють із звичайними знімками зоряного неба. І якщо розташування одних і тих самих зірок на цих фотографіях не збігається, то за їх зміщенням можна оцінити ступінь викривлення світлових променів при проходженні у безпосередній близькості від Сонця.
Для перевірки справедливості загальної теорії від¬носності Ейнштейна можуть бути використані спостере¬ження й інших фізичних ефектів космічного порядку, існування яких вона передбачає. Один з них полягає в тому, що в момент повної фази сонячного затемнення, коли Місяць опиняється між Сонцем і Землею, гравіта¬ційний вплив Сонця на Землю має слабшати.
Згідно з розрахунками, що грунтуються на загальній теорії відносності, зміна прискорення вільного падіння
біля земної поверхні, зумовлена проходженням Місяця між Сонцем і Землею, має відбитися в шістнадцятому знаці після коми. Проте приладів, здатних здійснювати вимірювання з такою точністю, у розпорядженні вчених немає. Проте вже є прилади, які дають змогу розв'язу¬вати у певному смислі зворотне завдання: перевірити, чи не є ефект, про який йде мова, істотнішим, ніж передба¬чає теорія. Для науки і такі результати мають неабияке значення.