Царство Солнца. От Птолемея до Эйнштейна - Айзек Азимов

Затем Галилей посмотрел на Сатурн и заметил в нем нечто странное. Однако  Сатурн отстоял от Земли дальше всех  известных тогда планет, а телескоп Галилея был небольшой. Он не смог разобрать, что именно видит, — и потому не открыл  кольца Сатурна.

Но самое важное открытие все еще  оставалось впереди. Оно было сделано так. Все были согласны с тем, что планеты светятся за счет отраженного от Солнца света.  Например, в случае Луны это было очевидно. Когда Луна находится относительно Земли на противоположной стороне от Солнца, мы видим ее освещенную поверхность, и тогда у нас полнолуние — или почти полнолуние. Когда она оказывается между Землей и  Солнцем, мы видим в основном неосвещенную сторону. Тогда она уменьшается до  полукруга света и даже еще меньше, становясь все более и более тонким серпом.

То же самое должно происходить и с любым другим небесным объектом, который оказывается между Землей и Солнцем. Происходит ли это с Венерой? Согласно эпициклам, установленным системой  Птолемея, Венера всегда оставалась между  Землей и Солнцем и никогда не становилась больше полумесяца. Согласно системе  Коперника, Венера в течение каждых  полутора лет уходила за Солнце и тогда должна была становиться «половиной Венеры», а затем и «полной Венерой».

Конечно, невооруженным глазом нельзя было определить, бывает ли Венера полной или нет, А с помощью телескопа?

Галилей стал наблюдать за этой планетой через свою трубу и после определенного  периода наблюдений все сомнения рассеялись.  Венера меняла свои фазы точно так же, как это делала Луна, включая половину и полную фазу. Более того, когда она была полумесяцем и находилась по нашу сторону от  Солнца, ее видимый размер был в сорок раз  больше того, который наблюдался в полной фазе, когда она была по другую сторону от Солнца.

Это стало последней каплей. Стало очевидно, что Птолемей ошибался, а Коперник был прав.

Однако Галилей начал осторожничать. Сначала он объявил о своем открытии в письме к Кеплеру с помощью анаграммы, то есть набора букв, казавшихся  бессмыслицей. Однако когда буквы располагались в нужном порядке, то они составляли  латинскую фразу, которая в переводе звучит так: «Мать любви подражает форме Цинтии». («Мать любви» — это, конечно, Венера, а «Цинтия» — это одно из поэтических  наименований Луны.)

Таким образом, Галилей надеялся  отложить реальное заявление до того момента, когда дела пойдут лучше, — однако, если бы тем временем тот факт открыл  кто-нибудь другой, у него осталось бы  доказательство того, что его собственное открытие было сделано раньше.

Однако Галилей уже опоздал. В Риме у него было слишком много врагов. Многие высокопоставленные церковники одобряли его и верили его открытиям, но были и  другие. Среди врагов Галилея оказались  влиятельный итальянский кардинал по имени Роберто Беллармино и немецкий  иезуит-астроном Кристоф Шейнер. Шейнер бурно спорил с Галилеем относительно того,  первым ли тот открыл солнечные пятна.  Бушевала Тридцатилетняя война, времена были тяжелые, и враги Галилея убедили пану Павла V в том, что безопасность церкви  требует суровой позиции и отказа от  примирения с коперниканцами.

И поэтому в 1616 г. католическая  церковь официально объявила себя  сторонницей системы Птолемея. Вера в систему Коперника и даже в то, что Земля  вращается вокруг своей оси, рассматривалась как ересь. Галилею запретили распространять коперниканство. Как правоверный католик, он уступил, стал жить как частное лицо и продолжал свои наблюдения, не публикуя их результатов.

Он делал это в течение пятнадцати лет, а затем почему-то пришел к убеждению,  будто церковь смягчила свою позицию.  Во-первых, теперь во главе Римской католической церкви стоял новый папа, Урбан VIII, а он был почитателем Галилея. И вот в 1632 г. Галилей опубликовал крупную работу,  которая называлась «Диалог о двух главнейших системах мира», где три человека  обсуждали Вселенную. Один задавал вопросы и хотел приобрести знания. Двумя другими были птолемеец и коперниканец, и каждый излагал свои доводы. Естественно, Галилей позволил стороннику Коперника одержать верх. По правде говоря, он заставил птолемейца выглядеть полным болваном. Из того, что Галилей заставил говорить сторонника Птолемея, папа почему-то заключил, что смеются над ним самим, — и, естественно, разгневался.

Книга была превосходно написана и мгновенно стала популярной во всей  Европе. Она была написана не на латыни, а по-итальянски» разговорным, но очень  выразительным языком, так что ее могли читать не только ученые. Немного странно, что  Галилей сохранил круги Коперника и  проигнорировал эллипсы, которые за двадцать три года до этого провозгласил его хороший друг Кеплер, с которым он постоянно  переписывался. Возможно, Галилей недооценивал Кеплера из-за его астрологии и мистицизма и намеренно игнорировал его как чудака. Более того, самый свой  главный довод в пользу теории Коперника  Галилей обосновал разработанной им теорией приливов, однако эта теория оказалась  совершенно ошибочной.

Как бы то ни было, публикация этой  книги вызвала в Риме вспышку гнева. Враги  Галилея снова призывали пану действовать, и астроном был вызван на суд инквизиции. 22 июня 1633 г. старика (ему в тот момент было шестьдесят девять лет) заставили встать на колени и заявить, что теория Коперника неверна и Земля не движется. После этого его отправили домой, и оставшиеся восемь лет он жил тихо, никого не беспокоил — и его тоже не беспокоили. Галилей умер 8 января 1642 г.

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.

КОЛЬЦА САТУРНА

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.