Луна глазами великана

По счастливой случайности Чарлз Уитстон изобрел стереоскоп в 1838 г. как нельзя вовремя - незадолго до появления фотографии. Стереоскопическая фотография привилась не сразу, но после рекламы, созданной ей в начале 50-х годов прошлого века Дэвидом Брюстером, она стала в викторианскую эпоху предметом массового помешательства. Идея, лежащая в основе стереоскопа, весьма проста. Мы воспринимаем объемность предмета по той причине, что два наших глаза видят его несколько по-разному. Формируя для каждого глаза отдельное двумерное изображение, стереоскоп и создает иллюзию объема.

Но какое отношение имеет стереоскопия к науке? Их связь была не слишком глубокой, но в некоторых областях они плодотворно сотрудничали. Исторически первой возникла микрофотография: бинокулярные микроскопы, создающие стереоскопическое изображение, были изготовлены Дж. Ридделом в Новом Орлеане (1851), фирмой Наше в Париже (1853), Ф. Уэнхемом в Лондоне (1860). Затем появились радиография (идея так называемой рентгеновской стереоскопии была выдвинута Эрнстом Махом в 1896 г. всего несколько месяцев спустя после открытия рентгеновских лучей, и вскоре "с поразительной рельефностью", как отмечали экспериментаторы, был сфотографирован скелет живой мыши) и фотограмметрия - стереокомпаратор и другие приборы для этой цели, разработанные Карлом Пульфрихом в Бонне на рубеже веков, с большим успехом использовались в геодезии и картографии.

Одно из первых научных приложений стереоскопии связано с наукой, которая, казалось бы, менее всего должна быть подвержена ее чарам, - с астрономией. Причина этого очевидна: ведь даже если производить фотографирование небесных объектов с противоположных точек земного шара, параллакс оказывается недостаточным для получения удовлетворительной стереопары объекта. Небосвод кажется нам двумерным, и мы не в состоянии отличить слабую близкую звезду от яркой далекой.

Как же осуществляется астрономическая стереосъемка? Для большинства небесных тел она попросту невозможна. Луна, однако, представляет исключение: дело в том, что общепринятое мнение, будто Луна всегда обращена к Земле одной стороной, верно только отчасти. Орбитальное движение Луны позволяет нам наблюдать не 50% ее поверхности, как это было бы для спутника, совершающего в точности один оборот вокруг своей оси за один виток по орбите, а на 9% больше.

Земной наблюдатель видит небольшие колебания Луны относительно оси вращения (так называемые либрации по долготе, которые позволяют увидеть на 7,6° больше поверхности на востоке и западе) и качания самой оси (называемые либрациями по широте, которые открывают поверхность дополнительно на 6,7° в полярных областях). Эти либрации обусловлены неравномерностью движения Луны по орбите (чем ближе Луна к Земле, тем быстрее она движется) и отличием фигуры Луны от строго шарообразной формы. Естественно, период либраций составляет один лунный месяц. Наблюдаются и другие, более слабые либрации: суточная либрация за счет параллакса, физические либрации, обусловленные неоднородным распределением массы.

Таким образом, удачно выбрав моменты съемки, можно получить благодаря либрациям настоящую стереопару. Уоррен Делару первым оценил скрывающиеся здесь возможности, и в 1858 г., переместив свой телескоп из лондонского пригорода Кэнонбэри в Кранфорд, с его более чистой атмосферой, вновь занялся фотографированием Луны, используя мокроколлодионный процесс. Шестью годами раньше он первым среди англичан сфотографировал Луну, и теперь его снимки неизменно отличались высоким качеством.

Стереопары, подобные воспроизведенной на фотографии, по словам Дж. Гершеля, "позволяют увидеть Луну такой, какой ее видел бы великан, будь его глаза разделены тысячами миль". Делару добавил к этому: "Стереоскоп создает такое впечатление, словно у нас есть идеальная модель Луны, помещенная на подходящем расстоянии от глаз, и мы можем только радоваться наличию такого способа, который, снабдив нас исполинскими глазами науки, расширил наши знания о Луне". Позднее Делару получил стереофотографии солнечных пятен, воспользовавшись для съемки соответствующих стереопар вращением Солнца.

Стереоскопические виды Луны - это не просто украшение гостиной. Они помогают в изучении лунной поверхности и особенно в картографии. Делару обнаружил, например, что линии, расходящиеся от кратера Тихо (в нижней части снимка), представляют собой гребни и впадины. Позднее Макс Вольф выполнил с помощью Пульфриха стереоскопические измерения отдельных участков лунной поверхности.

Однако для наблюдения стереоскопического эффекта не обязательно нужен стереоскоп. Стереопара, показанная внизу снимка, сделана в масштабе, позволяющем (при некотором навыке) наблюдать объемное изображение. Глядя на удаленный предмет, находящийся на уровне глаз, поднимите книгу на линию зрения и, не переводя глаз, добейтесь, чтобы два изображения слились в одно. (Близоруким стоит снять очки.) После нескольких попыток вы сможете увидеть объемное изображение.

29 марта 1858 г. Кранфорд, Миддлсекс, Великобритания У. Делару. 33-сантиметровый рефлектор Ньютона фокусным расстоянием 3 м Мокроколлодионная пластинка 1-5 с. Музей науки, Лондон [67, 101, 10]