Научная деятельность Бредихина Федора Александровича

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Научная деятельность Бредихина Федора Александровича

В русской астрономии Бредихин занимает выдающееся место; это один из самых замечательных русских ученых. Ею работы обогатили науку, а созданная им обширная астрофизическая школа содействовала быстрому развитию основных направлений астрофизики в нашей стране. И хотя основным научным наследием Бредихина является его теория кометных форм, влияние его распространяется на многие отделы астрономии.

Федор Александрович Бредихин происходил из семьи, давшей России много отважных моряков и деятелей отечественного флота Флотским офицером, активным участником Русско-турецкой войны 1827--1829 гг. был его отец, а мать была сестрой адмирала Рогули, второго коменданта Севастополя во время его обороны в 1854--1855 гг. Будущий знаменитый ученый родился 26 ноября ст. стиля 1831 г. в Николаеве. Первоначальное образование, в ходе которого проявилась его склонность к физико-математическим наукам, он получил дома и только 14 лет поступил в пансион при Ришельевском лицее в Одессе. Этот лицей, позднее преобразованный в Одесский университет, включал в свой состав как общеобразовательные классы (пансион), так и специальные курсы, где преподавание по объему приближалось к программе высшей школы. После окончания пансиона Бредихин два года проучился на специальных курсах лицея, но преподавание там его не удовлетворило, и в 1851 г. он переехал в Москву, где поступил на физико-математический факультет Московского университета.

На первых курсах университета Ф. А. Бредихин много занимался физикой, но как будто не собирался специализироваться в ней, намереваясь потом поступить на военно-морскую службу в согласии с семейной традицией. Проявление интереса к астрономии, связанное с частыми посещениями обсерватории по приглашению Драшусов, относится уже к концу прохождения университетского курса.

В 1855 г. Федор Александрович окончил университет и был оставлен при нем для подготовки к ученой деятельности. Два года, посвященные им после этого подготовке к магистерскому экзамену и занятиям в обсерватории, сыграли большую роль 1857 г. Бредихин успешно держит магистерский экзамен, и назначается исполняющим должность адъюнкта по кафедре астрономию.

Федор Александрович несколько лет вел наблюдения на меридианном круге звезд экваториальной зоны до 8-й звездной величины в целях уточнения их положений и составления каталога, но они не поглощали всей его энергии. Уже тогда он вплотную подошел к той области астрономии, которой главным образом была посвящена его последующая деятельность, -- к изучению комет. В 1861 г. Бредихин опубликовал свою первую печатную работу («Несколько слов о хвостах комет» ) . В 1862 г. он защитил диссертацию на степень магистра астрономии на тему «О хвостах комет» , а спустя два года -- докторскую диссертацию: «О возмущениях комет, не зависящих от планетных притяжений.

В первых работах Федор Александрович еще не создал основных положений своей теории, но он уже пробивает дорогу и расчищает поле для будущих построений. Так, в магистерской диссертации он уделяет много внимания критике работ астрономов, ранее занимавшихся изучением хвостов комет, и приходит к выводу, что главная сила, действующая при образовании кометных хвостов, -- это отталкивательная сила Солнца.

В 1863 г. Федор Александрович становится профессором, и деятельность его принимает более широкий характер. Все материалы и свидетельства о Бредихине, относящиеся к этому времени, характеризуют его как блестящего молодого профессора, широко образованного и большого мастера образного, популярного изложения. Федору Александровичу было присуще остроумие, склонность к метким и сочным сравнениям, хорошее знакомство с литературой и с историей, горячая вера в силу и значение науки делали его лекции исключительно доходчивыми до слушателей, вызывали у них живейший интерес.

Бредихин всегда поддерживал тесную научную связь с математиками, физиками и учеными других отраслей естествознания. Эта потребность научного общения была неразрывно связана с широтой и глубиной его научных исканий: в его трудах широкое применение методов математического анализа сочеталось с привлечением достижений физики и других смежных дисциплин. Изучая небесные объекты, в частности кометы, он ставил перед собой задачу не только установить механические закономерности, но и разъяснить физическую природу и даже химический состав их.

Таким образом, к концу 60-х годов Бредихин был уже сложившимся ученым и профессором. В заграничной командировке он впервые оказался в 1868 г. и около года провел в Италии, где, между прочим, много занимался изучением итальянского языка? и литературы. Результатом его занятий итальянской литературой явился выполненный им перевод в стихах трагедии Витторио Альфиери «Виргиния».

Вернувшись из Италии, Бредихин с большой энергией вновь приступил к научной работе и к преподаванию. Ближайшие три-четыре года после возвращения из-за границы были периодом наибольшего размаха его популяризаторской деятельности: в журналах «Русский Вестник» , «Вестник Европы» и в сборниках «Природа» им было опубликовано много статей по различным вопросам астрономии, но преимущественно» по астрофизике, с успехами и достижениями которой Федор Александрович особенно охотно знакомил читателей.

Бредихин организует спектральные наблюдения-Солнца одновременно в Москве и в своем имении в Костромской губернии. Это был один из первых опытов систематических наблюдений такого рода. Организуя их, Бредихин выступал в роли пионера астрофизики в России. В 1873 г. Федор Александрович стал заведующим обсерваторией, он с самого начала направил ее работу по астрофизическому руслу. Бредихин организовал систематические наблюдения планет и метеоров, фотографирование Солнца. Но личное внимание Бредихина было устремлено в сторону дальнейшего изучения комет.

Три года (1873--1876) Федор Александрович возглавлял физико-математический факультет в качестве его декана. Однако исследования комет, по мере того как они выливались в законченную теорию, захватили его всецело. В связи с этим Бредихин к 80-м годам не мог уделять особенно много времени университетским лекциям, стал редко выступать перед широкой аудиторией, хотя преподавание продолжал вести на столь же высоком уровне. Но зато в научной деятельности он проявил исключительную работоспособность и продуктивность. За 17 лет, в продолжение которых он заведовал Московской обсерваторией, им было выпущено 12 томов «Анналов» обсерватории, на две трети заполненных его исследованиями. В первых томах еще не все работы Бредихина посвящены кометам: там мы найдем и его работы по Солнцу, Юпитеру и т.д. В последующих же томах сосредоточены его исследования исключительно по кометам. Другие работы в «Анналах» принадлежали главным образом двум ближайшим ученикам Федора Александровича, которые уже за время его руководства обсерваторией выросли в крупных самостоятельных ученых, -- В. К. Цераскому и А. А. Белопольскому.

Кометы наряду с Солнцем, Луной, пятью большими планетами и наиболее яркими «неподвижными звездами» наблюдались невооруженным глазом с древнейших времен. Неожиданность появления комет, их причудливые хвосты особенно привлекали к ним внимание людей. Кометы представлялись неразрешимой загадкой мироздания, возбуждая страх у суеверных людей, видевших в них предвестниц грядущих войн и стихийных бедствий. Но передовые умы человечества давно уже пытались объяснить появление комет и разгадать их физическую природу.

Ф. А. Бредихин поставил перед собой задачу -- разъяснить процесс образования кометных хвостов, установить причины, обусловливающие разнообразие их форм. И задача эта не ограничивалась только механической стороной дела, как у прежних исследователей: решение вопросов, поставленных Бредихиным, было теснейшим образом связано с выяснением физического строения и природы комет.

Детально исследовав несколько десятков комет с хвостами различных форм, использовав наблюдения, накопленные за много десятилетий в мировой астрономической литературе, Бредихин шаг за шагом воздвиг монументальное здание своей теории. Эта теория разъяснила процесс образования кометных хвостов: Хвост образуется, когда комета приближается к Солнцу. Под действием солнечного излучения ядро кометы нагревается и из него начинает истекать светящаяся, материя. Выброшенные из ядра частицы подвергаются действию отталкивательной силы со стороны Солнца и поэтому их первоначальное движение к Солнцу под влиянием силы тяготения переходит в движение от Солнца?

Но истечение материи из ядра кометы может происходить различно. В одних случаях оно происходит в виде непрерывного выбрасывания частиц материи, для которых отталкивательная сила оказывается примерно одинаковой. И тогда выброшенные частицы образуют непрерывный хвост кометы. Частицы материи располагаются в нем в зависимости от того, когда они были выброшены из ядра: ранее выброшенные будут на конце хвоста, выброшенные позднее окажутся в середине хвоста или в начале его, ближе к ядру(в целом, направление хвоста будет иметь вид кривой, которую Ф. А. Бредихин назвал синдинамой -- «односильной» , так как хвост образован частицами с одинаковой отталкивательной силой.

B других случаях выбрасывание материи из ядра кометы происходит не непрерывным потоком, а в виде отдельных извержений. При каждом таком извержении выбрасываются частицы, для которых отталкивательная сила различна. Они не образуют облака материи, а вытягиваются в полосу, в которой располагаются в зависимости от величины отталкивательной силы (на одном конце -- частицы, отталкиваемые с большей силой, на другом--с меньшей). Так в результате извержения образуется полоса в виде кривой, которую Ф. А. Бредихин назвал синхронной -- «одновременной» , так как составляющие ее частицы материи выброшены из ядра единовременно. Ряд последовательных, приблизительно параллельных синхрон образует наблюдаемый хвост. Таким образом, Бредихин установил, что в характере процесса образования кометных хвостов основное значение имеет величина отталкивательной силы, воздействующей на выбрасываемые из ядра частицы материи, от нее оказываются зависящими и форма, и структура хвоста. Поэтому Федор Александрович посвятил много времени и внимания подсчетам величины отталкивательной силы, действовавшей при образовании хвостов у различных комет. Эти подсчеты привели его к выводу, что под влиянием таких сил разной величины образуются хвосты трех типов. Хвостами первого типа он назвал хвосты, образующиеся при отталкивательной силе, в 18 раз превышающей силу тяготения (ньютонианского притяжения); они почти прямые, с небольшим искривлением в ту сторону, откуда движется комета. Позднее Бредихин, а затем и другие исследователи, продолжатели его дела, обнаружили, что в некоторых случаях при образовании хвостов могут действовать и значительно большие отталкивательные силы. Хвосты второго типа образуются при отталкивательной силе составляющей от 0,5 до 2,5 силы тяготения; обычно такие хвосты сильно искривлены. Наконец, хвосты третьего типа образуются при отталкивательной силе, значительно меньшей, чем сила тяготения. Поэтому они почти перпендикулярны к воображаемой линии, соединяющей Солнце с ядром кометы.

Существование трех типов кометных хвостов было установлено Ф. А. Бредихиным еще в 1878--1879 г. Но тогда же он высказал и другую смелую мысль, а именно, что величина отталкивательной силы обратно пропорциональна молекулярным весам частиц материи, извергающихся из ядра и образующих хвост кометы. Отсюда Бредихин пришел к выводу, что хвосты первого типа состоят из наиболее легких веществ (он предположил тогда, что в этих хвостах преимущественно присутствует водород) . Для хвостов второго типа он тогда допускал, что они состоят из углеводородов и легких металлов. Что касается хвостов третьего типа, то, по его мнению, в них присутствуют частицы тяжелых металлов (железо, ртуть, свинец) .

Прошло немного времени, и уже в 1882 г. были найдены линии железа в спектрах комет, имевших хвосты третьего бредихинского типа. Так, теоретические выводы великого русского астронома были, потом блестяще подтверждены наблюдениями. Но сам Бредихин никогда не успокаивался на своих достижениях и не считал свою теорию вполне завершенной. Наоборот, он неоднократно вносил поправки в свои выводы на основании нового наблюдательного материала и уточненных теоретических положений. Установив в середине 90-х годов, что хвост кометы 1893 II образовался под влиянием отталкивательной силы, в 36 раз превышающей силу тяготения, Бредихин заключил, что именно в хвосте этой кометы присутствует водород, а в обычных хвостах первого типа, образующихся при 18-кратной отталкивательной силе, находится другой легкий элемент (но все же не столь легкий, как водород) -- гелий.

Критикуя своих предшественников и научных противников, Бредихин особенно резко восставал против попыток свести теорию кометных хвостов к их механическому классифицированию. Так, еще в начале своих исследований он отверг предложенное Оль берсом разделение комет на три типа -- кометы бесхвостые, кометы с хвостом в сторону от Солнца и кометы, имеющие посреди хвоста широкую темную полосу. Бредихин показал, что одни и те же кометы на разных расстояниях от Солнца могут иметь различный вид, а следовательно, и природа их под воздействием многообразных причин и различно действующих сил непрерывно меняется. Именно глубокая трактовка явлений природы, рассматриваемых в движении и во взаимодействии, отказ от упрощенных механистических объяснений делают бредихинскую теорию кометных форм одним из самых выдающихся достижений естествознания второй половины XIX в.

Наряду с кометами Бредихин давно интересовался метеорами. Весь ход его научных исканий в области изучения комет привел его к важным достижениям и в метеорной астрономии.

Бредихин признал, что из ядра кометы могут под влиянием внутренних процессов извергаться. твердые частицы, которые движутся по расходящимся орбитам. Этим объясняются и длительность метеорных дождей, продолжающихся иногда по два месяца, и обширность той площади неба, от которой «убегают» метеоры (радиант) . Таким образом, появление метеорного потока представляет собой новый этап существования кометы, но ее полный распад не обязателен. Процесс образования метеорных потоков Бредихин поставил в связь с изученными им «аномальными» хвостами комет -- хвостами, обращенными в сторону Солнца. Такие редкие образования, по его мнению, слагаются из наиболее крупных частиц ядра, для которых отталкивательная сила оказывается ничтожной. С их появлением, по-видимому, и связан процесс распада комет, приводящий к образованию метеорных потоков.

В 70-х годах Бредихин успел еще уделить много внимания и изучению так называемого большого красного пятна на поверхности Юпитера. Не ограничиваясь собиранием наблюдательного материала, он высказал предположение, что пятно -- это огромная глыба шлака, появившаяся на не остывшей еще поверхности планеты, начало твердой коры, которой со временем должна покрыться вся планета. В свете новейших данных науки эта гипотеза не подтверждается: новые исследования приводят к выводу о низкой температуре поверхности Юпитера. Поэтому надо искать другое объяснение явления красного пятна. Но для того времени гипотеза Бредихина была смелой попыткой объяснения загадочного образования на крупнейшей планете солнечной системы. Труды Федора Александровича получили широкую известность во всем мире и не могли остаться без официального признания, несмотря на скупость иностранцев в оценке заслуг русских ученых. Выражением такого признания явилось избрание Ф. А. Бредихина в члены Германской академии естествоиспытателей и Лондонского астрономического общества и присуждение. ему диплома почетного доктора Падуанским университетом. Позднее аналогичное признание было оказано ему и другими иностранными научными учреждениями. У себя на родине он давно уже состоял почетным членом многих ученых обществ и некоторых университетов.

Бредихин расширил научную программу работ обсерватории. Если раньше в Пулкове занимались астрофизикой в небольшом объеме, то под руководством Бредихина астрофизические работы приобретают большой размах, для них устанавливается новая мощная аппаратура, начинаются обширные циклы спектральных и астрофотографических исследований. Федор Александрович обратил внимание на исключительно благоприятные для астрофизических работ климатические условия Одессы и Ташкента; при его содействии для обсерваторий в этих городах приобретаются новые инструменты, и там начинают работать молодые астрофизики, прошедшие школу в Пулкове. Пробыв, пять лет директором Пулковской обсерватории, Бредихин мог считать, что здесь его задача выполнена, что обсерватория прочно поставлена на службу отечественной науке. В 1895 г. он оставил должность директора. Доработка теории кометных форм и участие в работах Академии наук были основным содержанием последних лет жизни Федора Александровича. Он скончался от воспаления легких 1 мая ст. стиля 1904 г.» оставив неизгладимый след в истории науки.

Он оставил после себя не только научные труды, но и свою астрофизическую школу. В трудах его выдающихся учеников -- Цераского, Белопольского, Костинского -- получили дальнейшее развитие все основные разделы астрофизики: звездная фотометрия, спектроскопия, астрофотография. Влияние его пошло дальше, распространилось и на последующее поколение русских астрономов. Ученики его учеников продолжают его исследования комет вплоть до наших дней.

Бредихин был и остается одним из самых замечательных представителей нашей, столь богатой блестящими деятелями, отечественной науки.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

бредихин теория кометный хвост

1. Звезды, галактики, метагалактика (Т. А. Агекян) ; стр. 46 - 47

2. Русские ученые

Размещено на Allbest.ru