В основном это делается во избежание использования слишком большого количества цифр. Было бы странно описывать комнату 0,038 километра в длину вместо 38 метров, или расстояние от Бостона до Нью-Йорка как 365 800 метров вместо 366 километров.

Однако ни одна из привычных нам единиц измерения, придуманных для использования на земной поверхности, не является удобной для астрономического применения. Самая длинная единица измерения на Земле — это километр. В некоторых странах используется чуть более длинная миля, равняющаяся 1,61 километра, но для астрономических целей и то и другое чрезмерно мало.

Ближайшее к нам более-менее крупное небесное тело — это Луна; ближайшее после Луны — Венера. Но расстояние от Земли до Луны, если его выразить в привычных нам единицах, составит 380 000 километров, а Венера никогда не подходит к нам ближе чем на 40 000 000 километров.

Во избежание использования в расчетах всех этих миллионов, миллиардов и еще больших чисел астрономы долгое время пользовались более крупными единицами измерения, не так хорошо знакомыми простым смертным. Но теперь, с наступлением космической эры, и нам все чаще приходится слышать об этих единицах. Пора учиться понимать астрономические расстояния.

К примеру, за один из эталонов космических расстояний астрономы приняли расстояние от Земли до Солнца. Оно, конечно, колеблется на несколько миллионов километров, в зависимости от нахождения Земли на той или иной точке своей эллиптической орбиты в конкретный момент, но в среднем все же составляет 150 000 000 километров.

Этот эталон так и назвали, «астрономической единицей» (часто сокращают до а. е.). Так что можно сказать, что среднее расстояние от Земли до Солнца — 1 астрономическая единица. Так можно измерять и другие расстояния в астрономических единицах и работать с более удобными и легко объяснимыми терминами.

К примеру, среднее расстояние от Земли до Луны — 0,00255 а. е., до Венеры — 0,27 а. е. Из этих цифр сразу становится ясно, что расстояние от Земли до Луны в четыреста раз меньше, чем до Солнца, а до Венеры — в четыре раза меньше.

В таблице 1 приведены значения расстояния от различных планет до Солнца в милях, километрах и астрономических единицах. Значения в астрономических единицах не только легче считать, писать и произносить; они еще и сразу наглядно показывают отношения между расстояниями до различных планет, что не так хорошо видно из километровых значений.

Так, если вам укажут, что Нептун находится в 4 500 000 000 километрах от Солнца, то это лишь сбивающие с толку цифры. Если же будет сказано, что это расстояние — 30,07 а. е., то сразу станет ясно, что Нептун расположен в тридцать раз дальше от Солнца, чем Земля.

Из значений, выраженных в астрономических единицах, можно с первого взгляда понять, что Сатурн находится почти в два раза дальше от Солнца, чем Юпитер, а Плутон (в среднем) вдвое дальше, чем Уран. В принципе значения, выраженные в километрах и милях, тоже содержат в себе эту информацию, но длинные цепочки цифр делают ее извлечение несколько более сложным делом.

Но самая важная измерительная единица астрономов основана на скорости света.

За одну секунду свет (как и любое другое электромагнитное излучение) проходит 300 000 километров. Для этой достаточно круглой цифры было придумано укороченное название — «световая секунда». Тогда можно сказать, что расстояние от Земли до Луны — 1,27 световой секунды, а Венера приближается к нам самое меньшее на 135 световых секунд.

Эти цифры несут и практический смысл. При ведении радиопереговоров с будущей станцией на Луне придется учитывать, что наш сигнал будет добираться до них 1,27 секунды. А отраженный от Венеры сигнал радара вернется к нам только через 270 секунд. Измерение пространства в таких единицах будет единственно естественным для вычислений, связанных с радиопереговорами.

Световыми секундами можно измерить и всю Солнечную систему, но это будет менее удобно, чем использовать для ее измерения астрономические единицы. Одна астрономическая единица равна примерно 500 световым секундам. Следовательно, расстояние от Нептуна до Солнца, равное около 30 а. е., будет выглядеть как 15 000 световых секунд. Последняя цифра выглядит громоздко и неудобно.

Но скорость света не обязательно привязывать именно к секундам. Можно взять за единицу расстояние, проходимое излучением за минуту или за час, и получить световую минуту или световой час. Естественно, одна световая минута будет равна 60 световым секундам, а один световой час — 60 световым минутам, или 3600 световым секундам.

В таблице 2 снова приведены примерные расстояния от планет до Солнца, на этот раз — в световых секундах и световых часах. Как видите, световая минута может быть вполне удобным инструментом измерения межпланетных расстояний, вплоть до орбиты Юпитера, а для планет, находящихся далее, удобнее использовать световые часы.

Диаметр нашей Солнечной системы, точнее, орбиты самой дальней ее планеты Нептуна — около 11 световых часов, то есть почти половина «светового дня». За ее пределами, кроме нематериальных призраков, которые мы зовем кометами, да блуждающих метеоров, нет ничего — пока мы не подберемся к ближайшим звездам.

Теперь давайте себе представим графическое изображение нашей планетной семьи. Свет, пролетающий от Земли к Луне за примерно 1,75 секунды, а от Солнца до нас добирающийся примерно за восемь минут, вынужден лететь на всех парах целых одиннадцать часов, чтобы пересечь из конца в конец обширную орбиту Плутона.

А ведь вся Солнечная система не более чем песчинка в бесконечности космического пространства, и телескопы позволяют астрономам исследовать гораздо более отдаленные миры. К счастью, скорость света позволяет им менять единицы измерения на все более и более длинные. Но если вы подумали о световых неделях и световых месяцах, то вы ошиблись.

Дело в том, что, выйдя за орбиту Плутона, световые волны могут лететь и недели и месяцы в одном и том же направлении, не встречая на своем пути ничего материального.

Нам не известно ни одного объекта, расстояние которого от нашего Солнца было бы удобно обозначать в световых неделях или световых месяцах.

Для того чтобы говорить о расстоянии до ближайшей звезды, надо будет перейти уже к такой единице, как световой год. Это довольно большое расстояние — 8 450 000 000 000 километров, или 5 890 000 000 000 миль. Грубо говоря, световой год — это почти 10 триллионов километров.

Но, как бы ни была велика эта цифра, нам не известно ни одного небесного тела вне нашей Солнечной системы, которое находилось бы столь близко. Ближайшая к нам звезда, альфа Центавра, находится от нас на расстоянии 4,3 светового года.

Есть еще одна единица измерения, тоже полезная, когда речь идет о расстояниях между звездами. Ее основой служит уже не скорость света, а сдвиг положения более близко расположенной звезды по отношению к более отдаленным звездам. Причиной этого сдвига служит перемещение Земли из некоей точки орбиты в противоположную за шесть месяцев. Половина этого очевидного сдвига называется «звездным параллаксом».

Грубую аналогию с параллаксом можно провести, если поднять палец сантиметрах в пятнадцати от носа и посмотреть мимо него на некий удаленный предмет сначала только одним глазом, а затем, не меняя положения самого пальца, только другим. Вы увидите, что палец изменил свое положение относительно удаленного предмета — поскольку вы изменили точку зрения.

Чем дальше предмет, на который вы смотрите, тем меньше параллакс. Вытяните руку вперед — и сразу станет заметно, насколько меньше стал сдвиг пальца относительно фона при взгляде то одним, то другим глазом попеременно. Поэтому из значения параллакса некоего небесного тела можно высчитать и расстояние до него. Именно этот метод использовался при оценке расстояния до ближайших звезд более ста лет назад, но задача оказалась непростой, поскольку параллакс даже ближайших к нам звезд крайне мал.