Айзек Азимов - Царство Солнца. От Птолемея до Эйнштейна

Существует предание: когда в суде инквизиции Галилей встал с колен, то топнул ногой и пробормотал себе в бороду: «А все- таки она вертится!» Скорее всего, это неправда, но можно определенно утверждать, что эти слова произносили почти все ученые и астрономы Европы.

Победа над Галилеем была последним действием сторонников Птолемея — и в то же время покончила с ними. Конечно, некоторые ученые, видя, что произошло с Галилеем, стали осторожничать. Великий французский математик Рене Декарт, который собирался опубликовать книгу в защиту новой астрономии, решил этого не делать. Однако большинство ученых продолжили борьбу. Теперь уже по всей Европе появились телескопы, и любой астроном мог сам убедиться, что то, о чем сообщал Галилей, было правдой. Систему Коперника приняли повсюду, а система Птолемея ушла в историю.

Тем не менее церковь легко не сдавалась. Книга Коперника оставалась в Индексе католической церкви (списке запрещенных книг) до 1758 г.

Телескоп Галилея усовершенствовался и улучшался в руках тех людей, которые жили после него. Он представлял собой просто трубу, которую приходилось держать в руках или класть на подоконник. Позже астрономы стали использовать более крупные линзы и более длинные трубы, получая большее увеличение. К 1650 г. было изготовлено несколько телескопов длиной в 45 метров. Астрономам пришлось делать телескопам подпорки, устанавливать их так,чтобы они могли поворачиваться в разных направлениях.

Новые открытия делались постоянно и в огромных количествах. Можно было получить более точное представление относительно расстояний до планет, поскольку при наблюдениях в телескоп становилось возможным измерение небольших параллаксов. Например, когда Венера и Меркурий проходят точно между Землей и Солнцем (оба время от времени это делают), они выглядят как маленькие круглые черные точки, движущиеся через Солнце. Это называется прохождением. Наблюдатели, находящиеся в разных точках Земли, могут заметить, когда именно Венера или Меркурий соприкоснулись с Солнцем, когда они отошли от него и по какой траектории двигались. Такие наблюдения можно было использовать для определения параллакса Солнца, так что стало возможным определить расстояние и до него.

(Первое прохождение Венеры наблюдал в телескоп в 1634 г. юный Джеримайя Хороке, которого я уже упомянул в связи с открытием эллиптической орбиты Луны. Однако только во время прохождения 1769 г. измерения стали достаточно точными, чтобы с их помощью стало возможно определить расстояние до Солнца. В тот год американский ученый Дэвид Риттенхауз, наблюдая прохождение, заметил, что у Венеры есть атмосфера. Это была первая атмосфера, открытая на другой планете.)

Даже с телескопом казалось невозможным определение параллакса любой из звезд. Наконец, в 1838 г. несколько астрономов одновременно объявили о параллаксе некоторых звезд. Чтобы показать вам, насколько сложной была задача, скажу, что Солнце отстоит от Земли на 16 000 000 километров и для измерения его параллакса понадобился телескоп. Но даже ближайшая звезда находится на расстоянии в приблизительно 80 000 000 000 000 километров, что примерно в 250 000 раз больше, чем расстояние до Солнца. Следовательно, параллакс даже самой близкой звезды действительно очень мал.

Однако эти параллаксы были все-таки не настолько малы, чтобы их нельзя было измерить. Конечно, к 1838 г. ни одному астроному и в голову не приходило усомниться в системе Коперника. Однако если бы кто- то все-таки усомнился, то окончательным доказательством того, что Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот, стал бы тот факт, что некоторые звезды меняют свое положение, отклоняясь в течение полугода в одну сторону, а потом в течение следующего полугода в обратную. Этот факт убедил бы даже Тихо Браге.

Телескоп также продолжал увеличивать Солнечную систему, делая возможность открывать новые небесные тела в ее пределах. Мы теперь называем эту систему Солнечной потому, что в ее центре находится Солнце и вся она как бы ему принадлежит. Всю систему, включая и Землю, можно представить себе как царство Солнца.

В попытках получить все большее увеличение телескопы становились такими длинными, что в конце концов их стали изготавливать без труб. Линзы подвешивались в воздухе в определенных местах. Такие телескопы назывались воздушными. Однако чем длиннее становились такие телескопы, тем труднее было с их помощью найти какую-то определенную звезду или планету.

Голландский астроном Христиан Гюйгенс в 1655 г. изучал с помощью телескопа Сатурн и обнаружил, что его окружает сверкающее кольцо, которое вращается вдоль экватора планеты, не прикасаясь к ней. Это явление за сорок лет до этого едва не обнаружил Галилей. В тот же год Гюйгенс также открыл крупный спутник, вращающийся вокруг Сатурна. Он оказался не таким большим, как два самых крупных спутника Юпитера, но все равно крупнее нашей Луны. Гюйгенс назвал его Титаном за его размер, потому что титанами звались мощные гиганты, которых древние греческие мифы связывали с Сатурном (Кроном).

Помимо этого он открыл, что Юпитер не идеально круглый, а шире на экваторе.

Гюйгенс также первым создал действующие часы с маятником, использовав открытый Галилеем принцип маятника. Благодаря этому астрономы смогли проводить свои наблюдения, зная их точное время. Значит, два астронома, находящиеся в разных местах, могли знать, когда они проводили свои наблюдения одновременно. Это оказалось чрезвычайно полезно для развития науки. Для астронома хорошие часы важны почти в той же степени, как и хороший телескоп.

Учеником Гюйгенса стал датчанин Оле Рёмер. Он показал, как телескоп можно устанавливать на земле при помощи колеса, которое позволяло его поворачивать. Используя маятниковые часы Гюйгенса для точного определения времени, телескоп можно было направлять в таком направлении, что нужные спутники или планеты оказывались в поле зрения автоматически. Огромные воздушные телескопы моментально вышли из моды. Рёмер измерил движение спутников Юпитера и разработал формулы, по которым можно было предсказать, когда они пройдут позади Юпитера. Естественно, каждый из четырех спутников двигался по-своему.

Однако, определив эти перемещения, Рёмер обнаружил, что, когда Земля находится с Юпитером по одну сторону от Солнца, каждый спутник уходил за Юпитер чуть раньше, чем следовало. А когда Земля и Юпитер оказывались по разные стороны от Солнца, спутники уходили за Юпитер чуть позже. В обоих случаях «ошибка» для всех спутников была одинаковой, и Рёмеру не удавалось создать такие способы расчета, которые бы эту погрешность устранили.