Владимир Березняковский - Астрономия в кармане

Как известно, Галилей изучал инерцию и свободное падение, а в своей последней книге сформулировал законы падения: «Скорость нарастает пропорционально времени, а путь – пропорционально квадрату времени». Это опровергало знаменитые утверждения Аристотеля о том, что скорость падения тем больше, чем больше вес тела. Однако с Католической церковью у Галилея дела складывались не так гладко. Дело в том, что абсолютное большинство его работ содержало множество различных утверждений и гипотез, которые полностью противоречили Аристотелю, а именно на трудах Аристотеля строилось средневековое мировозрение. Видя явные опровержения геоцентрической системы мира и ее ошибочность, он решает бороться за истину с Католической церковью. Его книги нарушали запрет на пропаганду «пифагорейской» доктрины, и Галилей был поставлен перед выбором: либо он покается и отречется от своих «заблуждений», либо его постигнет участь Джордано Бруно. Галилей подтвердил, что согласен произнести требуемое от него отречение, а затем был приговорен к тюремному заключению. Остаток жизни он провел под домашним арестом и постоянным надзором инквизициторов. Галилео Галилей умер 8 января 1642 г., на 78-м году жизни, в своей постели. Папа Урбан запретил хоронить Галилея в семейном склепе во Флоренции. Величайший ученый Средневековья был похоронен без почестей, и ставить памятник глава Католической церкви тоже не разрешил. Официально Ватикан реабилитировал Галилео Галилея только в 1992 г.

Среди самых известных учеников Галилея можно выделить Торричелли, который стал физиком-изобретателем, Кастелли, создателя гидрометрии и Борелли, основоположника биомеханики. В память о великом ученом Средневековья были названы кратеры, спутники, астероиды и космический зонд НАСА.

В Рождественскую ночь 1642 г. в деревушке Вулсторп родился слабый и тихий младенец, которого назвали Исаак. Родственники сначала не крестили младенца, потому что боялись, что недоношенный младенец не выкарабкается. Мать Исаака была вдовой, и рос он без друзей, не участвовал в шумных играх, которые требовали сноровки и физической силы. Еще будучи ребенком, он соорудил своеобразные водяные часы, которые настолько точно отмеряли время, что вскоре вся семья стала ими пользовать. В 1655 гю 12-летнего Ньютона отдали учиться в расположенную неподалеку школу в Грэнтеме, где он жил в доме аптекаря. С первых уроков мальчик показал незаурядные способности. Исаак предпочитал всем другим занятиям стихосложение, чтение книг и конструирование различных механизмов. В юношеские годы Исаак страстно придавался написанию стихов. Окончив образование в школе, Ньютон смог продолжить образование в Кембриджском университете. С этим учебным заведением связаны более 30 лет жизни Ньютона. Основы многих наук давались Ньютону без особых трудностей, но, несмотря на открытия Галилея, естествознание и философию, в Кембридже по-прежнему преподавали по Аристотелю. Сдав экзамены, Исаак получал стипендию, но согласно воспоминаниям соседа по комнате, Ньютон полностью предавался учению и науке, забывая еде и сне, и вероятно, именно такого образа жизни молодой ученый желал для себя. К 23 годам Исаак Ньютон уже считался гениальным математиком, совершившим ряд открытий.

В 1664 г. в Англии началась эпидемия чумы, и Исаак уехал в Вулсторп, взяв с собой все инструменты и лекарства. За три года по официальным данным только в Лондоне умерло около 30 тысяч человек. Но Исаак смог найти выгоду в таком уединении, и за два чумных года Ньютон сделал три своих главных открытия: закон всемирного тяготения, объяснение природы света и методы дифференциального и интегрального исчисления.

Нельзя не сказать, наверное, о самом известном яблоке, которое упало рядом с великим ученым, подтолкнув его к изучению законов падения. Всю жизнь Ньютона вдохновляли великие умы прошлого – Декарт, Галилей и Кеплер, многие его труды основаны именно на их работах. Проводя оптические эксперименты, Ньютон построил смешанный телескоп-рефлектор, которые помимо больших размеров давал 40-кратное увеличение. Слухи о новом инструменте дошли до Лондона, и после демонстрации своего изобретения перед королем Ньютон стал знаменит и в январе 1672 г. был избран членом Королевского общества. Позднее именно с усовершенствованной моделью ньютоновского телескопа были открыты другие галактики, планета Уран и красные смещения. К 1687 г. был издан главный труд Ньютона – «Математические начала натуральной философии», в котором он подытожил все свои труды, сформировав закон всемирного тяготения , который описывал гравитационное взаимодействие, и три закона движения .

Закон всемирного тяготения гласит, что сила гравитационного притяжения F между двумя нематериальными точками с массами m 1 и m 2, разделенными расстоянием r, действует вдоль соединяющей их прямой, пропорциональна обеим массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния.

Три закона движения:

Первый закон Ньютона: «Всякое тело продолжает удерживаться в своем состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не понуждается приложенными силами изменить это состояние».

Второй закон Ньютона: «В инерциальной системе отсчета скорость изменения импульса материальной точки равна равнодействующей всех приложенных к ней внешних сил».

Третий закон Ньютона: «Действию всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе – взаимодействия двух тел друг на друга между собою равны и направлены в противоположные стороны».

Именно эти законы помогли ответить на вопрос о гипотетическом ускорении спутника Земли. Ньютону было известно, что ускорение Луны на орбите равно 0,27 м/с 2, а градус ее орбиты в 60 раз больше радиуса Земли. По его расчетам, ускорение низкого спутника, то есть всех объектов на Земле должно превышать ускорение Луны в 60 2 = 3600 раз. Воспользовавшись законом всемирного тяготения, Ньютон умножил 0,27 на 3600 и получил знаменитое ускорение свободного падения g, равное 9,8 м/с 2.

В 1689 г. Ньютон был впервые избран в Парламент, в 1701 г. – повторно. Исаак выполнял свои парламентские обязанности с той же добросовестностью, с какой относился ко всем делам. Написанная Ньютоном в 1704 г. книга «Оптика», в которой он описал семь цветов радуги как основные цвета спектра, стала основой этой области физики на ближайшую сотню лет. За свой вклад в развитие науки английская королева произвела Ньютона в рыцари. Исаак Ньютон был очень разносторонним человеком – помимо физики, астрономии и математики он занимался алхимией, богословием, оптическими явлениями и теорией эфира (гипотетическая всепроникающая среда). Именно Ньютон придумал делать края монет ребристыми, чтобы мошенники не могли срезать с них кусочки металла. Несмотря на слабое здоровье в детстве, Исаак Ньютон прожил целых 84 года, скончавшись в 1727 г., он не был женат и не оставил после себя потомства, но его ученики и последователь сделали великие открытия во многих областях науки.