Феликс Зигель - Хвостатые звезды

После всех сделанных открытий не могло быть никаких сомнений в том, что кометы — это небесные тела, которые, как и планеты, движутся вокруг Солнца по закону всемирного тяготения. Скорее всего они, как и планеты, тоже периодически возвращаются к Солнцу. Правда, еще не наблюдалось ни разу возвращения к Солнцу какой-нибудь кометы, но Ньютон был уверен, что в недалеком будущем удастся открыть существование таких «периодических» комет. Ведь вблизи Солнца парабола и гипербола очень мало отличаются друг от друга и обе — от сильно вытянутого эллипса, так что определить из наблюдений, по какой из этих трех кривых движется комета, очень трудно.

Ньютон не ограничился тем, что определил пути кометы 1689 года. Он сумел получить еще более интересные и поразившие его результаты. Дело в том, что, зная орбиту кометы, можно легко рассчитать расстояние от Земли до нее для любого момента времени. Значит Ньютону теперь было известно, в какие дни на каких расстояниях от Земли находилась комета. Из наблюдений Ньютона можно было установить и ее видимые размеры на небе. Эти размеры он мог сначала выразить только в долях окружности, то есть в градусах. Но теперь, зная не только видимые размеры кометы, но и расстояние до нее, совсем нетрудно было подсчитать ее действительную величину. Этим и занялся Ньютон.

Исаак Ньютон, открывший закон всемирного тяготения .

В некоторые ночи хвост кометы, видимый на небе, имел в длину около 80 градусов. Когда Ньютон подсчитал действительные размеры хвоста, он был поражен: получилось чудовищное число в 240 000 000 километров. Голова же ее имела в поперечнике 1 200 000 километров. Чтобы пройти от головы кометы до ее хвоста, пешеходу потребовалось бы свыше 100 000 лет! Голова кометы была во столько же раз больше земного шара, во сколько арбуз больше пшеничного зерна.

Какими смешными и наивными показались Ньютону представления Аристотеля, Птоломея и других ученых древности, считавших кометы горящими облаками в земной атмосфере. Комета оказалась больше не только Земли, но даже Солнца, а хвост у нее был длиннее, чем расстояние от Солнца до Земли!

Из какого же вещества состоит комета?

Ньютон подсчитал, как близко подошла комета к Солнцу. Оказалось, что ближайшая к Солнцу точка ее орбиты (перигелий) находится в 160 раз ближе к нему, чем Земля, — меньше, чем на расстоянии миллиона километров от центра Солнца.

Любопытная вещь: эта комета пронеслась почти у самой поверхности Солнца и, вероятно, коснулась его своей головой!

Из этого Ньютон сделал следующие выводы. Когда комета проносилась вблизи Солнца, она должна была получать от него в 25 000 раз больше тепла, чем Земля. Если бы комета состояла только из летучих, газообразных веществ, как думали многие, то при такой температуре она распалась бы на части и рассеялась в пространстве. Между тем наблюдения говорили об обратном. Значит в кометах, помимо газов, есть и твердые вещества.

Ньютон знал из наблюдений древних астрономов и сам замечал, что хвосты и головы комет состоят из чрезвычайно разреженного вещества, так как через хвост и голову нередко просвечивали даже и слабые звезды. Но в голове кометы можно всегда заметить яркую центральную часть, похожую на звездочку. Это ядро кометы. Через него никогда не видны звезды, следовательно, оно представляет собою наиболее плотную часть кометы.

Скорее всего, решил Ньютон, ядро кометы — это твердое и плотное тело, которое движется вокруг Солнца, подчиняясь закону тяготения. Хвост же кометы состоит из паров, образующихся при нагревании ядра Солнцем.

Оставался необъясненным загадочный факт, подмеченный уже давно: почему хвост кометы направляется всегда в сторону, противоположную Солнцу?

«Сам я склонен думать, — писал Ньютон, — что движение этих частиц хвоста скорее может происходить от разрежения материи под действием тепла. Воздух в трубе камина, разреженный теплом, становится легче соседнего не нагретого, и поднимается, унося с собою частицы дыма. Почему не могут частицы хвоста кометы подниматься таким же образом? Пары комет могут нагревать очень редкую эфирную среду, разрежая ее еще больше, и поднимаются вместе с ней, образуя хвост».

Однако Ньютон ошибался в своих выводах. Первым, кто ближе всех подошел к разгадке тайны кометных хвостов, был гениальный русский ученый М. В. Ломоносов, как это читатель увидит дальше.

торм усиливался. Вспышки молнии освещали маленький фрегат, то взлетающий на гребень волны, то исчезающий в пучине.

Уже третьи сутки команда небольшого корабля боролась с разбушевавшимися стихиями. Помощи ждать было неоткуда; путешественники находились в совершенно не исследованных местах Атлантического океана, где до них не бывал ни один мореплаватель. До берега — по меньшей мере пять дней пути. Это был берег Южной Америки.

Наутро шторм затих. Обледеневший корабль медленно плыл по зеленовато-черным водам океана. На юге, на горизонте, виднелась какая-то блестящая полоска: это были льды. Дальше на юг плыть было невозможно, и капитан решил повернуть назад.

Мы не будем утомлять читателя описанием обратного путешествия, а спустимся в капитанскую каюту и познакомимся с отважным моряком. Его имя — Эдмунд Галлей. Это человек среднего роста, плотно сложенный, с черными длинными волосами, спадающими на плечи, и мужественным загорелым лицом. В свои 45 лет он был известен не только как мужественный моряк, но и как ученый. Учителем Галлея был Исаак Ньютон.

Теперь, отдыхая в каюте после многих бессонных ночей, Галлей вспомнил свою первую встречу с Ньютоном. Это было в 1684 году — пятнадцать лет назад. В то время Галлея мучила одна задача, решить которую он сам никак не мог. Галлей тоже наблюдал известную уже читателям комету 1680 года и пытался определить ее путь, исходя из законов Кеплера. Но у него ничего не получалось. Тогда он решил отправиться к знаменитому профессору Кембриджского университета.

В пасмурный осенний день Галлей пришел в дом Ньютона. Слуга провел его в скромно обставленный кабинет, а через несколько минут появился и сам хозяин, человек небольшого роста, худощавый и ширококостный. После короткого приветствия Галлей, жаждавший получить ответ на интересовавший его вопрос, прямо обратился к Ньютону: «По какой кривой должно двигаться тело, если на него действует сила, изменяющаяся обратно пропорционально квадрату расстояния?» — «По эллипсу», немедленно ответил Ньютон. «Но откуда вы это узнали?» воскликнул Галлей. «Я вычислил», последовал ответ.