Айзек Азимов - Царство Солнца. От Птолемея до Эйнштейна

В 1682 г. в небе вспыхнула яркая комета, и Ньютон с Галлеем изучали ее движение. Позже Ньютон попытался применить к ней уравнения тяготения, но смог только сказать, что она должна двигаться но эллипсу с очень высоким эксцентриситетом. Эксцентриситет у этого эллипса был настолько велик, что афелий (точка орбиты, наиболее удаленная от Солнца) казался бесконечно далеким.

Такую кривую можно рассматривать как параболу. Парабола начинается так же, как эллипс, но обе ее ветви продолжают бесконечно разъединяться, так никогда и не поворачивая навстречу друг другу. Парабола также является коническим сечением и, следовательно, небесные тела могли иметь орбиты параболической формы. Однако если орбита кометы — это парабола, то это означает, что комета входит в Солнечную систему по одной ее ветви, а потом уходит но второй. Она появится всего один раз и больше не вернется. И действительно, в 1665 г. итальянский астроном Джованни Альфонсо Борелли предположил, что кометы следуют именно но таким орбитам.

В 1704 г. Ньютон и Галлей начали собирать сообщения о других кометах, наблюдавшихся в прошлом. Им хотелось посмотреть, нельзя ли но этим записям вычислить параболические орбиты для каждой из них. Астрономы изучили двадцать четыре различных сообщения о кометах.

Когда они этим занимались, Галлей обратил внимание на одну странность. Существовало две кометы, орбиты которых были почти такими же, как та, которую они с Ньютоном рассчитали для кометы 1682 г. Эти другие кометы появлялись в 1531-м и 1607 гг. Между 1531-м и 1607 гг. промежуток составлял 76 лет, а между 1607-м и 1682-м — 75 лет. Он стал смотреть дальше и обнаружил записи о комете в 1456 г., за 75 лет до 1531 г.

Не могла ли это быть одна и та же комета, возвращавшаяся каждые 75 лет? Предположим, у кометы 1682 г. орбита все-таки не параболическая, а очень вытянутая эллиптическая. Чтобы время оборота кометы составило 75 лет, дальний конец эллипса должен был отстоять от Солнца в три раза больше, чем Сатурн.

Однако Галлей был уверен в том, что сам по себе факт столь большого расстояния нельзя считать серьезным возражением. Притяжение Солнца вполне способно простираться так далеко. Поэтому он предсказал, что комета 1682 г. снова вернется в начале 1758 г.

Он знал, что сам не сможет проверить, исполнится ли его предсказание: для этого ему нужно было бы дожить до ста двух лет. И действительно, он умер в 1742 г., в возрасте восьмидесяти пяти лет. Жизнь у него была долгая, но для него это было недостаточно.

Однако предсказание Галлея не было забыто. Другие, более молодые астрономы ждали. Клеро, французский математик, о котором я уже упомянул в начале главы, был в их числе. Наступил 1758 г. — а кометы не было. Клеро заново рассчитал ее орбиту и обнаружил, что ей пришлось бы пройти вблизи от Юпитера, так что притяжение Юпитера должно было ее задержать. Он предсказал, что она окажется вблизи от Солнца в следующем году.

Сомнения увеличивались. Отсрочки и оправдания! Никакой кометы не будет. Но вот в рождественскую ночь 1758 г. немецкий астроном-любитель Георг Палич увидел в небе комету. Шли недели — и она становилась все ярче. В начале 1759 г. она была уже высоко в небе. Комета 1682 г. вернулась! Впервые в истории удалось предсказать возвращение кометы. Эти непредсказуемые создания Солнечной системы были приручены. Они подчинялись тем же законам, что и обычные планеты.

С тех пор комету 1682 г. называют кометой Галлея, и она стала вечным памятником возможностям закона Ньютона.

После того как орбита кометы Галлея была рассчитана и правильность этого расчета доказана, ее историю удалось проследить — и найти сообщения о ней в исторических записях. В 1456 г. она привела в ужас Европу, которая и так уже была напугана наступлением турок. В 1066 г. ее видели норманны, готовившиеся к вторжению в Англию. В 451 г. в разгаре была опасность,исходившая от Аттилы и его гуннов. В 66 г. н. э., по словам еврейского историка Иосифа Флавия, огненный меч повис над Иерусалимом как знамение его скорого разрушения. И это тоже была комета Галлея.

Комета Галлея продолжала внушать ужас даже после того, как ее движение объяснили. Она снова вернулась в 1835 г. (в год рождения Марка Твена) и в 1910 г. (в год смерти Марка Твена). И даже в 1910 г. тысячи, а возможно, и миллионы людей были убеждены в том, что близится конец мира.

Следующее появление кометы Галлея произойдет в 1986 г. [1] Книга была написана в 1986 г. — и думаю, она и тогда испугает людей.

Однако далеко не у всех комет орбиты настолько вытянуты. В 1822 г. немецкий астроном Иоганн Франц Энке обнаружил, что некая тусклая комета имела орбиту, которая не доходила даже до орбиты Юпитера. Она обращалась вокруг Солнца чуть больше чем за три года. Это была первая из открытых комет с коротким периодом, и она стала известна как комета Энке.

Через четверть века после посмертного триумфа Галлея было сделано еще одно удивительное и совершенно неожиданное открытие. Его автором был немец, которого звали Фридрих Вильгельм (Вильям) Гершель. В 1759 г. в возрасте двадцати одного года он переехал в Англию, чтобы стать музыкантом (его отец тоже был музыкант). Там Гершель стал дирижером военного оркестра, а потом остался в стране, чтобы стать астрономом и прославиться.

К 1770 г. его настолько заинтересовала астрономия, что он совершенно забросил музыку. Поскольку телескоп добыть было трудно, Гершель начал делать его сам. Они с сестрой отполировали тысячи зеркал и изготовили для себя такие прекрасные телескопы, каких еще ни у кого в мире не было. Их телескопы были не длинными, а широкими, чтобы улавливать как можно больше света.

Скоро Гершель уже все свое время проводил, наблюдая за небесами. Он наблюдал Миру (переменную звезду, о которой я упоминал в главе 3) и опубликовал статьи о ней и о горах на Луне, изучал пятна на Солнце и пытался понять, не оказывают ли они какого-то влияния на климат Земли. Если бы это было так, то тогда они влияли бы на сельское хозяйство, цены на зерно и благосостояние людей. Это была новая «астрология» — та, что основывалась на науке, а не на суевериях.

Гершель изучал различные планеты и обнаружил, что у Марса на полюсах есть ледяные шапки, как и на Земле. Что до его сестры, Каролины Гершель, то она со временем тоже стала проводить собственные наблюдения и стала первой женщиной-астрономом.

Но все это на самом деле большого значения не имело. Продолжая наблюдать небеса и разглядывая все подряд, 13 марта 1781 г. Гершель обнаружил странную «звезду». Она казалась крупнее других звезд. Он воспользовался большим увеличением — и звезда стала еще крупнее. Обычные звезды так себя не ведут: они остаются простыми точками света, каким бы большим ни было увеличение. Очевидно, что Гершель нашел нечто необычное.