Александр Громов - Удивительная Солнечная система

Замечу в скобках: сколько-нибудь заметный цвет имеют лишь те протяженные небесные объекты, которые обладают достаточной яркостью. За цветовое восприятие отвечают колбочки на сетчатке глаза, а они, в отличие от палочек, обеспечивающих лишь черно-белое зрение, «включаются» лишь при достаточной освещенности. Поэтому ночью все кошки серы. По той же причине для того, чтобы насладиться цветным изображением протяженного космического объекта, будь то комета или далекая туманность, нужен мощный телескоп, а еще лучше – фотоснимок. Комета, чей цвет отличался от белесого при наблюдении невооруженным глазом, должна была иметь феноменальную яркость.

Одну из первых попыток понять физику комет, не впадая в мистические толкования, предпринял Аристотель. Великий рационалист предположил, что кометы суть не что иное, как земные испарения, поднимающиеся в «зону огня» и там воспламеняющиеся в виде гигантских огненных факелов. Такому знатоку природы, каким был Аристотель, наверняка было известно о выбросах горючих газов из болот и деятельности грязевых вулканов, так что его предположение, при всей кажущейся нелепости, все-таки было попыткой объяснить феномен комет с точки зрения современной ему науки. Все же ряд вопросов оставался неясным: почему, например, кометы, различаясь между собой по виду, все-таки имеют сходные детали строения (голова, хвост) и почему одни кометы видны на небе целыми месяцами, медленно перемещаясь среди созвездий, а другие проскакивают небосвод за считаные дни. Похоже, Аристотель выдвинул гипотезу о земных парах просто за неимением лучшей. Показательно, что христианская церковь, объявив учение Аристотеля об эпициклах истиной в последней инстанции, не особенно настаивала на кометной гипотезе великого грека.

В Европе научный интерес к кометам возродился лишь в позднем Средневековье. Немецкий астроном Региомонтан (Иоганн Мюллер) положил начало регулярным и тщательным наблюдениям каждой появившейся и видимой невооруженным глазом (поскольку телескоп еще не был изобретен) кометы. Для астронома «наблюдать» не означает просто «глазеть». Региомонтан описал траекторию движения по небу кометы 1472 года, ежесуточно отмечая ее положение на небе и направление хвоста. Другой астроном, Апиан, наблюдая за кометой 1531 года, установил, что кометный хвост всегда направлен в противоположную сторону от Солнца.

Уже одно это заставило трещать по швам «испарительную» гипотезу Аристотеля. Кометы сделали попытку «прописаться» среди небесных тел. Правда, они двигались по небу нелогично и подчас очень быстро, из-за чего возникало множество вопросов. Однако выдающийся наблюдатель Тихо Браге, достигший невероятной по тем временам точности измерения координат светил в 2–3 с дуги, определил в 1577 года параллакс яркой кометы, следя за ней со своими учениками из двух удаленных друг от друга обсерваторий. Параллакс кометы оказался гораздо меньше лунного, из чего был сделан совершенно правильный вывод: комета находится гораздо дальше Луны.

Как это часто бывает, бесспорные факты не сразу привели к пересмотру представлений о кометах. На первом астрономическом съезде в 1665 году, созванном в Париже по приказу Людовика XIV, обсуждался как раз кометный вопрос. Король, нескромно сравнивавший себя с Солнцем, был обеспокоен появлением яркой кометы в конце 1664 года и требовал от астрономов разъяснений. Несмотря на научную базу в виде наблюдений Региомонтана, Апиана и Тихо Браге, было высказано много фантастических гипотез, свидетельствующих о самых замшелых представлениях о строении Солнечной системы. Высказывались, впрочем, и гипотезы, основанные на гелиоцентрической системе Коперника и на результатах наблюдений.

В 1619 году Иоганн Кеплер предположил, что причиной отклонения кометных хвостов в сторону от Солнца является давление света (открытое и измеренное П.Н. Лебедевым лишь в 1899 году). Для того времени это была очень смелая гипотеза. Но еще большее значение для понимания природы комет имело открытие Кеплером трех основных законов небесной механики, позволивших вычислять кометные орбиты. Вытянутые, с большими эксцентриситетами, они как нельзя нагляднее иллюстрировали законы Кеплера, хотя сам Кеплер неодобрительно, чтобы не сказать враждебно, отнесся к идее, будто кометы подчиняются тем же законам движения, что и планеты. Он считал, что кометы движутся по прямым линиям, а если в их траектории все же наблюдается отклонение от прямой, то оно есть следствие движения Земли вокруг Солнца. Движение комет, по Кеплеру, происходит по реактивному принципу: из кометы выбрасывается вещество, она вспыхивает и летит более или менее прямолинейно; во всяком случае, та часть ее пути, что доступна наблюдениям, почти не отличается от прямой.

Казалось бы, курьез. Великий астроном не заметил того, что было у него в руках! Он отказался признать, что кометы – создания эфемерные и какие-то невразумительные – движутся по открытым им законам. Но этот случай – очень хорошая иллюстрация того, как движется научная мысль и какую роль играют в данном процессе старые, устоявшиеся представления. То ли это вериги на ногах, то ли сандалии Гермеса с крылышками для полета – сразу и не разберешь. Случается и так, и этак. Человеческий разум несовершенен, и заблуждения в науке столь же неизбежны, как – да простится мне такое сравнение – мотания пьяного от забора к забору. Для тех, кого покоробило, приведу более лестную аналогию: муравьи, тянущие гусеницу. Они мешают друг другу, и вроде каждый тащит добычу в свою сторону, порой совсем противоположную нужному направлению, однако суммарный вектор движения гусеницы все же направлен к муравейнику.

Ошибочную теорию прямолинейного движения комет разрабатывал другой великий астроном – Ян Гевелий – и усложнил ее до чрезвычайности. Эта теория была еще жива в конце XVII века, когда английский астроном Эдмунд Галлей пытался с ее помощью объяснить движение кометы 1680 года.

Галлей не преуспел в задуманном: траектория кометы ни в какую не желала укладываться в предписанные ей Кеплером рамки. В 1884 году измученный бесплодными поисками «прямолинейного» решения Галлей обратился за консультацией к сэру Исааку Ньютону – и очень хорошо сделал. Во-первых, Ньютон подсказал Галлею траекторию кометы – она оказалась весьма сильно вытянутым эллипсом, близким уже к параболе. Во-вторых, Галлей убедил Ньютона упорядочить его расчеты и опубликовать теорию всемирного тяготения, которую замкнутый и неторопливый Ньютон, может быть, и не опубликовал бы никогда без воздействия со стороны более экспансивного коллеги.

С этого времени появилась возможность точно рассчитывать кометные орбиты. Этим активно занимался сам Галлей, издавший в 1704 году книгу «Обзор кометной астрономии», где был помещен первый каталог элементов орбит 24 комет, наблюдавшихся с 1337 по 1698 год. В этой книге он отметил удивительный факт: элементы орбит трех комет (1531, 1607 и 1682 годов) оказались весьма близки. Галлей предположил, что речь идет об одной и той же комете, наблюдавшейся в трех возвращениях к Солнцу. Правда, не совсем совпадал период обращения: 76 лет и 2 месяца в первом случае и 74 года 10,5 месяца во втором. Галлей совершенно правильно объяснил эту нестыковку влиянием тяготения больших планет и предсказал появление той же кометы в 1758 году.