Рассказы об астрономах

Бредихин в лице Белопольского получил хорошего помощника. Теперь было кому делать не только технические приспособления к приборам по его чертежам, но и проводить систематическое фотографирование ночного неба.

После окончания университета по настоянию Бредихина 23-летнего юношу оставляют при университете. Федор Александрович пожелал подготовить себе надежную смену. И старый профессор не ошибся. Белопольский вскоре становится ассистентом Московской астрономической обсерватории, сменив на этом месте известного астронома В. К. Цераского, который по состоянию здоровья должен был уйти в длительный отпуск. Вот тут-то будущий ученый и показал, на что он способен. Продолжая дело, начатое Цераским, Белопольский под руководством Бредихина занялся систематическим фотографированием Солнца. Вскоре он стал большим мастером технического применения фотографии к различным вопросам астрономии и получил ряд очень важных фотографий изучаемых небесных объектов, в том числе удачный снимок лунного затмения, состоявшегося 4 октября 1884 года. Непрестанно совершенствуясь в фотографировании, Белопольский при помощи последнего применил новые методы определения радиуса Солнца.

Будучи участником научной экспедиции в г. Юрьевец для наблюдения солнечного затмения 19 августа 1887 года, ученый получил первоклассные фотографии короны Солнца, по которым можно судить о распределении яркости и внутренней структуре внешней солнечной оболочки.

Материал, относящийся к Солнцу, Белопольский положил в основу своей магистерской диссертации «Пятна на Солнце и их движение» (1887). Интересно, что в этой диссертации теоретические выводы ученый подтверждает весьма остроумным, им придуманным лабораторным экспериментом. Чтобы опытным путем подтвердить определенную закономерность в движении солнечных пятен, Белопольский брал стеклянный сферический баллон с жидкостью, в которую были помещены мелкие кусочки стеарина, и быстро вращал его. Эффект получился замечательный! Частички стеарина во вращающейся жидкости повторяли движение пятен на Солнце. Так удивительным образом законы гидродинамики «работали» на Белопольского!

В своей диссертации ученый самым убедительным образом показал, что на Солнце угловая скорость вращения убывает от экватора к полюсам. Ясно, что твердое однородное тело так вращаться не может. Это дало повод Белопольскому сделать вывод, что Солнце состоит из газов разной температуры и разной плотности.

Ученому исполнилось 34 года, когда он перешел на работу в Пулковскую обсерваторию. Для астронома это, конечно, много значило. Недаром когда-то ее называли «астрономической столицей мира».

Вскоре директором Пулковской обсерватории назначается Бредихин. Пульс деятельности обсерватории заметно усилился. Если до прихода Федора Александровича астрофизические работы стояли в тени, то под руководством нового директора они выдвигаются на первый план. Бредихин назначает Белопольского на должность астрофизика. Теперь интересы молодого ученого лежат в области звездной спектроскопии, где его ждут весьма фундаментальные открытия.

Еще в 1842 году австрийский физик Христиан Доплер установил свой знаменитый принцип, который в честь ученого называется «принципом Доплера». Суть его заключается в том, что при взаимном сближении или удалении источника звуковых колебаний и наблюдателя меняется частота звуковых колебаний, причем это происходит пропорционально скорости движения.

Сам Доплер полагал, что его принцип применим и для световых колебаний, но подтвердить это экспериментально не мог. Для световых колебаний принцип Доплера формулируется так: при движении источника света по лучу зрения должны смещаться линии в его спектре (по отношению к положению линий в спектре неподвижного источника), причем если источник света приближается к наблюдателю, то длина волны уменьшается, а линии спектра смещаются к фиолетовому концу спектра, если же источник света удаляется от наблюдателя, то длина световой волны увеличивается, а линии спектра смещаются к красному концу (эффект «красного смещения»).

Принцип Доплера открыл Белопольскому широкие возможности для исследований в области звездной Вселенной. Однако на пути всех этих исследований стояло одно «но», с которым надо было считаться. Известно, что для звуковых волн принцип Доплера довольно легко проверяется экспериментально, но для световых волн этот принцип в лабораторных условиях еще никем не был подтвержден. Вот почему применимость принципа Доплера к световым явлениям некоторыми учеными ставилась под сомнение. Короче говоря, нужен был лабораторный эксперимент, который доказал бы применимость принципа Доплера к световым явлениям, независимо от каких-либо теоретических построений. И эту экспериментальную проверку принципа Доплера реализовал Белопольский.

Казалось, что на пути эксперимента стоит непреодолимая трудность. В лабораторных условиях нужно было развить колоссальную скорость источника света: только при этом условии будет заметно смещение спектральных линий. Вот тут и пригодилась конструкторская «жилка» Белопольского.