Вольдемар Смилга - Очевидное? Нет, еще неизведанное…

Но если в примере с наручными часами все достаточно очевидно, то со спутником Юпитера положение было очень запутано ввиду побочных эффектов.

Шеф Ремера — крупнейший французский астроном Кассини — сначала было согласился с его идеей. Но потом отказался от нее, так как наблюдаемые движения других спутников Юпитера как будто противоречили выводам Ремера. И как часто бывает, Ремер так и не дождался при жизни полного признания своей теории.

Принципиально эффект кажущейся неравномерности вращения, вызванный конечностью скорости света, очень ясен.

Рассмотрим два положения Земли и Юпитера. В этих двух положениях и проведем измерение интервалов между двумя затмениями. Заметим, что в положении 1 расстояние между Землей и Юпитером уменьшается со временем, а в положении 2 растет.

Учтем теперь, что скорость света конечна.

Пусть Юпитер, спутник и Земля находятся в положении 1. Пусть спутник зашел за Юпитер в момент времени t 1. В это мгновение на Земле мы получим световые волны, которые были посланы с поверхности спутника в какой-то предыдущий момент. Иными словами, мы увидим изображение спутника в том месте, где его уже нет.

Точно так же мы ничего не увидим, если попытаемся найти быстро летящий самолет в той точке, откуда доносится звук мотора. Пока звук будет до нас добираться, самолет улетит дальше.

Изображение спутника, скрывающегося за Юпитером, мы получим не в момент t 1, а спустя некоторое время Δ t 1( r 1), которое нужно затратить свету, чтобы пробежать расстояние r 1от спутника Юпитера до Земли. Оно будет равно Δ t 1( r 1) = r 1/ c , где с — скорость света.

Земной наблюдатель по своим часам отметит, что затмение спутника Юпитера началось в момент t т = t 1 + r 1/ c [37] .

Когда произойдет второе затмение (а оно наступит примерно через двое суток), все повторится. И мы занесем в журнал наблюдений, что затмение началось в момент t т 1 = t 1 1 + r 1 1/ c , — где r 1 1— расстояние между Землей и Юпитером в момент начала второго затмения.

Интервал времени между началами двух затмений = Δ t 1 т = ( t 1 1 – t 1) + 1/ c ( r 1 1 – r 1).

Но, как помните, в положении 1 расстояние между Землей и Юпитером все время уменьшается. Следовательно, r 1 1 < r 1, и вторая скобка отрицательная.

Правда, скорость света с очень велика, поэтому все второе слагаемое очень мало по сравнению с первым членом. Но все же измеряется несколько меньший интервал времени, чем действительный период между двумя затмениями.

Все сказанное можно повторить по отношению к измерениям, проведенным в положении 2, и тогда получим:

Δ t 2 т = ( t 2 1 – t 2) + 1/ c ( r 2 1 – r 2).

Есть, однако, существенное различие. Когда Земля и Юпитер находятся в положении 2, расстояние между ними все время растет, то есть r 2 1 > r 2.

Значит, вторая скобка положительна, и интервал Δ t 2 тнесколько больше действительного периода между затмениями. (Само собой разумеется, что Δ t 2 т > Δ t 1 т.)

Зная движение Земли и Юпитера, можно определить разность расстояний между ними в любые моменты времени. И, имея эти данные, путем несложных вычислений легко найти скорость света.

Вычисления самого Ремера были довольно грубы: по его данным, скорость света равна приблизительно 215 тысячам километров в секунду [38] .

Наш разговор о методе Ремера чуть менее схематичен, чем принято обычно. Но и мы обратили внимание только на одно затруднение — противоречивость кажущегося постоянства времени одного оборота спутника и предсказаний времени затмений на длительные сроки, — забыв о многих не менее тяжелых препятствиях на пути Ремера. Мало было связать руководящую идею конечности скорости света с тем, что предсказания затмений на длительные сроки были ошибочны. Требовалось еще обработать очень сложный и запутанный экспериментальный материал, материал настолько противоречивый, что Кассини отказался от теории Ремера.

Когда работа закончена, когда не остается сомнений в ее справедливости, все представляется очень простым. Это впечатление бывает особенно четким при поверхностном знакомстве. Но стоит присмотреться внимательней, как видишь, сколько было поисков и сомнений у исследователей, какой тяжелый путь скрыт за этой мнимой простотой. Избитый афоризм «гениальное всегда просто» мало поэтому соответствует истине. Более точно было бы сказать: «Простым кажется все, что уже ясно понято другими». Причем простота видна тем разительней, чем меньше мы сами понимаем, о чем идет речь.

Перейдем ко второй работе, сыгравшей в теории света и эфира исключительную роль.

Интересно, что в какой-то степени она была сделана случайно.

С тех пор как появилась система Коперника, ее сторонники пытались доказать вращение Земли, обнаружив кажущееся годичное движение неподвижных звезд — параллактическое смещение.

Идея наблюдений очевидна.

Когда Земля находится в положении Т′ , звезда представляется нам в точке S′ . Спустя полгода мы из Т″ увидим ее в точке S″. И за год она совершает движение S′S″S′ [39] .

Иными словами, видимое движение звезды проявляется в том, что в разные времена года надо направлять телескоп под различными углами к земной поверхности. А это на нашем языке и означает в различные точки неба.

Так как расстояние от Земли до звезд во много раз превышает размеры земной орбиты, годичный параллакс ничтожно мал. Поэтому астрономы XVI столетия, с их несовершенными приборами, заметить его не могли. Ведь наибольший параллакс у самой близкой к нам звезды Proxima (Ближайшая) Центавра равен 0,75″! Под таким углом виден человеческий волос на расстоянии 18 метров! [40]

Известный датский астроном Тихо де Браге тщетно пытался обнаружить годичный параллакс Полярной звезды и после неудачных опытов в конце концов стал непримиримым противником учения Коперника.

В XVII столетии точность астрономических наблюдений значительно возрастает и действительно удается наблюдать смещение звезд. Решили, что обнаружен годичный параллакс и получено еще одно подтверждение идеи Коперника.