Краткая история науки

Большую Медведицу или пояс Ориона нетрудно отыскать, если нет облаков. Используя первую как ориентир, можно найти Полярную звезду, и это помогало морякам определять правильное направление по ночам.

Само собой, с моделью Вселенной, где Земля находится в центре всего, а небесные тела вращаются вокруг нее по окружностям, были некоторые проблемы. Возьмем хотя бы звезды, для примера – они меняют свои позиции постепенно по мере того, как проходит ночь. Весеннее равноденствие – когда Солнце находится точно над экватором, а день и ночь одинаковой длины – всегда имело большое значение для астрономов, и не только для них. Оно происходит 20 или 21 марта, и 21 марта считается первым днем астрономической весны. Но сложность в том, что звезды находятся в немного отличном положении в каждый следующий день равноденствия, чего не должно быть, если они вращаются по кругу. Астрономы назвали их смещение «прецессией равноденствия» и пытались использовать сложные уравнения, чтобы объяснить этот феномен.

Движение планет тоже своего рода загадка.

Когда вы просто смотрите в ночное небо невооруженным глазом, то планеты предстают в виде ярких звезд. Астрономы древности насчитывали семь небесных тел этого класса: Меркурий. Венера. Марс. Юпитер и Сатурн, плюс сюда относили Солнце и Луну. Светила, очевидно, расположены ближе к нам, чем «неподвижные звезды», которые мы ныне именуем Млечным путем. Наблюдение за планетами создает больше проблем, чем изучение звезд, поскольку они движутся вовсе не так, словно крутятся вокруг Земли. Для начала их движение не выглядит постоянным, а иногда они вовсе начинают идти в обратном направлении.

Чтобы решить проблему, астрономы предположили, что планеты вращаются вокруг некой точки, не совпадающей с центром Земли. Они назвали ее «эквант» и с ее помощью, применяя хитрые вычисления, смогли объяснить то, что видели в ночном небе, не отбрасывая при этом геоцентрическую модель целиком. То есть они все еще ставили нашу планету в центр всего, а небесные тела полагали вращающимися вокруг нее.

Но что случится, если вместо Земли поставить в центр мироздания Солнце и предположить, что планеты (а в число их теперь входит и Земля) крутятся вокруг него? Мы настолько привыкли к этой точке зрения, что нам трудно понять, насколько это драматический шаг. Ведь такая гипотеза расходится с тем, что мы видим каждый день, расходится с мнением Аристотеля и (что более важно) – с мнением Церкви, ведь в Библии Иисус Навин попросил Господа остановить Солнце, и тот выполнил его просьбу.

Но именно на такой поступок решился польский священник по фамилии Коперник.

Николай Коперник (1473–1543) родился и умер в Польше, но юриспруденцию и медицину изучал в Италии. Его отец ушел из жизни, когда мальчику было десять, и заботу о нем взял на себя брат матери, и именно он отправил Николая в университет Кракова.

Ну а когда дядя Коперника стал епископом Фромборка, небольшого города в северной Польше. Николай получил работу в кафедральном соборе. Она дала ему гарантированный доход, позволила учиться за пределами родины, а по возвращении всецело отдаться своей страсти – изучению неба.

Он построил башню без крыши, где мог без помех использовать астрономические инструменты. Но поскольку в то время еще не было телескопов, инструменты позволяли только измерять углы между различными небесными телами и горизонтом, а еще отмечать фазы Луны. Еще Коперник очень интересовался затмениями, которые происходят, когда Солнце. Луна или другая планета пересекают траекторию другой планеты и целиком или частично становятся недоступны нашим глазам.

Мы не знаем в точности, когда Коперник решил, что его модель небес и Солнечной системы (как мы сейчас ее называем) куда лучше позволяет объяснить результаты наблюдений, собранных за тысячи лет. Но в 1514 году он написал короткий трактат и показал его нескольким близким друзьям. Опубликовать эту работу он просто не рискнул.

В своем трактате Коперник заявил, что «центр Земли вовсе не является центром Вселенной» и «мы вращаемся вокруг Солнца точно так же, как любая другая планета». Это были вполне определенные умозаключения, и последующие три десятилетия Коперник тихо работал над своей теорией, над гелиоцентрической моделью мироздания. Хотя он тратил много времени, занимаясь собственными наблюдениями, он оказался куда лучшим интерпретатором того, что увидели другие астрономы, и он догадался, что многие трудности можно убрать, если поставить в центр Солнце и предположить, что планеты ходят кругами вокруг него.

Это позволяло решить многие загадки, такие как затмения или странное движение планет, то вперед, то назад. Более того. Солнце играет настолько важную роль в человеческой жизни, оно дает нам тепло и свет, и сделать его центральным объектом – значит всего лишь признать, что без него жизнь на Земле невозможна.

Модель Коперника позволяла сделать дальнейшие выводы, например, что звезды находятся много дальше от Земли, чем предполагал Аристотель и другие мыслители древности. Аристотель считал: время бесконечно, но пространство ограничено. Церковь учила, что время ограничено (несколькими тысячами лет в прошлое, когда Бог создал все) и пространство тоже, может быть, за исключением Рая.

Коперник принимал идеи христианства о времени и творении, но его измерения говорили, что Земля находится куда ближе к Солнцу, чем Солнце к другим звездам. Он также рассчитал примерное расстояние от дневного светила до планет и от Луны до Земли, и Вселенная оказалась намного больше, чем люди думали ранее.

Коперник понимал, что его исследования вызовут шоковую реакцию, но с возрастом все же решил, что должен опубликовать свои идеи. В 1542 году он закончил свою главную книгу «De revolutionibus orbium coelestium» («О вращениях небесных сфер»), но к тому времени он был болен и стар, так что поручил напечатать свои сочинения другу, священнику по имени Ретик, посвященному в замыслы польского астронома.

Ретик принялся за дело, но затем вынужден был перебраться в один из университетов Германии, где получил место, и задачу перепоручили третьему священнику по имени Андреас Озиандер. Тот верил, что идеи Коперника опасны, так что добавил к книге собственное введение, и в таком виде труд оказался напечатан в 1543 году. В предисловии Озиандер написал, что гипотезы Коперника – не истина, а один из возможных путей разрешить те противоречия, с которыми долгое время сталкиваются астрономы, ставящие Землю в центр мира.

Озиандер имел право на собственное мнение, но он поступил не совсем честно, он расположил предисловие в книге так, что оно выглядело частью того, что сочинил сам Коперника. Поскольку оно не имело подписи, читатели предполагали, что это мнение автора о собственном трактате, ну а Коперник был в то время близок к смерти и не имел возможности что-то предпринять и исправить ситуацию.

Почти сто лет многие думали, что автор просто поиграл с идеей того, как можно объяснить то, что мы видим в небесах по ночам, но вовсе не думал на самом деле, что Земля вращается вокруг Солнца.

Предисловие сделало возможным то, что многие проигнорировали революционное содержание книги Коперника. Но тем не менее некоторые люди ее прочли, и приведенные в тексте расчеты и комментарии оказывали влияние на астрономию много десятилетий спустя после смерти автора.

Два выдающихся астронома продолжили работу Коперника.

Один из них. Тихо Браге (1546–1601) был вдохновлен утверждением польского коллеги, что Вселенная должна быть очень велика, и что звезды расположены невероятно далеко. Наблюдение за солнечным затмением в 1560 году воспламенило его воображение, и хотя родственники из благородной датской семьи хотели, чтобы он занялся юриспруденцией. Тихо интересовала только одна вещь – изучение небес.

В 1572 году он заметил новую, очень яркую звезду и написал о ней, именуя ее nova Stella («новая звезда») и утверждая, что небеса вовсе не совершенны и неизменны. Он устроил себе хорошо продуманную лабораторию на острове у побережья Дании и снарядил ее лучшими из доступных инструментов (увы, телескопов все еще не было). В 1577 году он наблюдал за пролетом кометы; эти феномены обычно считались предвестниками бедствий, но для Тихо ее появление означало лишь то, что небесные тела вовсе не зафиксированы на отдельных сферах, поскольку комета летит мимо них.