Феликс Зигель - Загадка Марса

С Плутона Солнце кажется лишь яркой звездой .

Лететь дальше не имеет смысла, даже если есть еще более далекие планеты, пока неизвестные земным астрономам. Здесь, вдали от Солнца, мы наверняка не встретим жизни. Ее можно искать лишь в тех областях солнечной системы, в которых находится наша Земля, где достаточно ярко светит и греет Солнце.

Мы возвращаемся на Землю несколько разочарованными. Наши попытки обнаружить жизнь на других планетах пока не увенчались успехом. Одни из них слишком малы и потому лишены атмосфер, а стало быть, и жизни. Другие, обладая большими размерами, окутаны ядовитыми и чрезвычайно холодными атмосферами. Нигде, за исключением Земли и, может быть, Венеры, мы пока не встретили никаких признаков жизни.

Но расстраиваться еще рано. Жизнь есть не только на Земле, но и за ее пределами.

Мы встретим ее на Марсе.

Если не считать Луны и Солнца, то Марс является, несомненно, самым известным небесным светилом. В те годы, когда условия видимости этой планеты особенно благоприятны, Марс привлекает к себе внимание всех, кто посмотрит на звездное небо. Он выделяется среди обычных мерцающих звезд спокойным красноватым блеском. Как и все остальные планеты, Марс перемещается на фоне звезд, переходя из одного созвездия в другое. Эти перемещения происходят так медленно, что заметить их можно, лишь наблюдая Марс в течение нескольких недель.

Если бы мы внимательно стали следить за движением Марса, то нам удалось бы заметить одну любопытную особенность этого движения. Дело в том, что Марс движется по небу как-то странно: медленно перемещаясь среди звезд с запада на восток, он иногда останавливается и начинает идти в противоположную сторону. Но затем, как будто передумав, Марс опять останавливается и снова продолжает двигаться в прежнем направлении, описав таким образом на небе за два с половиной месяца загадочную петлю. Такие петли описывают среди звезд и другие планеты.

Петля, описанная Марсом на небе .

По теории Коперника, Марс описывает на звездном небе петли потому, что мы наблюдаем его с движущейся Земли. Если возможно было бы перенестись на Солнце и оттуда, из центра солнечной системы, наблюдать движение планет, то ни Марс, ни другие планеты никаких петель не описывали бы, а спокойно двигались бы все время в одном направлении.

Казалось, что все загадки, связанные с движением Марса и других планет, были полностью объяснены теорией Коперника. На самом деле получилось иное.

Первые последователи Коперника на основании его теории вычислили таблицы, в которых давались положения планет среди звезд на много лет вперед. Но когда затем эти теоретически вычисленные положения стали сравнивать с наблюдаемыми, неожиданно получились досадные расхождения. Действительные положения планет, хотя и немного, но все же заметно отличались от вычисленных. Особенно непокорным оказался Марс, который никак не хотел двигаться так, как это предсказывала теория Коперника. Враги Коперника торжествовали. Они заявляли, что факты доказывают ложность его теории и что нужно вернуться назад, к прежним церковным представлениям о мире.

Иного мнения держался убежденный сторонник Коперника и тогда еще мало известный астроном Иоганн Кеплер. Он не сомневался в правильности основных положений новой системы мира. Но эта система нуждалась в существенных поправках. Дело в том, что Коперник, подчиняясь авторитету древних, полагал, что планеты движутся вокруг Солнца по окружностям. Но такое утверждение, в сущности, не было ни на чем основано и являлось простым предубеждением. Кеплер был уверен, что планеты движутся вокруг Солнца по другим кривым и именно поэтому теория Коперника и расходится с наблюдениями. Но что это за кривые, как их найти?

В распоряжении Кеплера имелись многочисленные наблюдения Марса, проведенные известным астрономом того времени Тихо Браге. Определения положения Марса среди звезд были сделаны Тихо Браге с большой для тех времен точностью, которая и принесла ему широкую известность.

Иоганн Кеплер рассказывает Тихо Браге о своих наблюдениях планет .

Задача, стоявшая перед Кеплером, заключалась в следующем: надо было подобрать форму орбиты Марса так, чтобы вычисленные затем на основании этой орбиты положения Марса среди звезд совпали с наблюденными.

Задача была весьма трудной. С колоссальным напряжением сил в течение многих лет Кеплер бился над ее решением. Им было испробовано девятнадцать вариантов различных орбит, и лишь спустя восемь лет, в 1609 году, Кеплер пришел к правильному решению. Он нашел, в чем заключалась ошибка Коперника. Планеты движутся вокруг Солнца не по окружностям, а по эллипсам, и притом неравномерно.

Результаты своих открытий Кеплер изложил в книге под названием «Комментарии на движение Марса». В предисловии Кеплер в шутливом тоне писал:

«При всей человеческой изобретательности никому из смертных не удавалось до сих пор одержать над грозным богом войны решительной победы: тщетно пускали в ход все военные средства и выводили на бой свои лучшие войска. Что касается меня, то я прежде всего должен воздать хвалу усердию храброго полководца Тихо Браге, который в продолжение целых двадцати лет каждую ночь неустанно подсматривал все привычки неприятеля, раскрыв наконец план его войны и обнаружив тайну его ходов…

Наконец неприятель стал склоняться к миру и через посредство своей матери — Природы прислал мне заявление о сдаче в качестве военнопленного на известных условиях и под конвоем арифметики и геометрии без сопротивления приведен был в наш лагерь».

Так Марс помог Кеплеру открыть законы движения планет, которые полностью объяснили все данные наблюдений. Тем самым усовершенствованная Кеплером система Коперника окончательно восторжествовала.

Согласно законам Кеплера, орбита Марса представляет собою не окружность, а эллипс. Есть простой способ познакомиться с этой замечательной кривой. Возьмите лист бумаги, две булавки, нитку и карандаш. Воткните булавки на некотором расстоянии друг от друга, охватите их завязанной в кольцо ниткой и ведите карандашом, натягивая им нитку. Ваш карандаш опишет кривую, которая и называется эллипсом. Точки, в которых воткнуты булавки, называются фокусами эллипса, а отрезок, проходящий через них и соединяющий две противоположные точки эллипса, называется большой осью эллипса.