Страница 6 из 8
«Колумб небесной сферы»
Великий немецкий астроном Иоганн Кеплер (1571–1630) – коллега, ученик и последователь Тихо Браге. Кеплер пришел к выводу, что орбиты планет не являются, строго говоря, окружностями. Все планеты обращаются вокруг Солнца по эллиптическим орбитам. Земля тоже описывает эллипс. В отличие от окружности, имеющей один центр, у эллипса вместо него два фокуса. В одном из фокусов каждой планетной орбиты находится Солнце. В этом и заключается первый закон Кеплера. Второй закон говорит о том, что скорость планеты тем больше, чем ближе к Солнцу она проходит. В третьем законе установлена строгая математическая зависимость периода обращения планет от расстояния до Солнца.
Иоганн Кеплер
Кеплер, как и многие его коллеги и современники, в своей работе не ограничивался астрономическими наблюдениями и вычислениями. К этому времени в Нидерландах и некоторых европейских странах стали появляться первые оптические инструменты для наблюдения удаленных предметов, так называемые «перспективы» (слово «телескоп» было введено в употребление позже). Это был серьезный научный и технологический прорыв. Но создавались эти приборы чисто опытным путем, как говорится, «методом тыка». Кеплер первым дал строгое математическое обоснование телескопов. Для этого ему пришлось вторгнуться в, казалось бы, далекую от астрономии область знаний – анатомию человека. Его интересовал орган зрения – глаз. Кеплер рассматривал глаз как оптический прибор. Именно с этих позиций он сделал подробное описание анатомического строения глаза и действия очковых линз. В книге Кеплера «Диоптрика, или доказательство того, как становится видимым изображение с помощью недавно изобретенной зрительной трубы» приводится схема предлагаемого им телескопа из двух двояковыпуклых линз. Иоганн Кеплер был, наверное, последним в Европе астрономом, работавшим без телескопа.
Астрономия того времени (наши современные ученые называют его эпохой гигантов) сводилась фактически к астрометрии – измерению угловых расстояний на небесной сфере. Надо отдать должное мастеровым людям, которые делали угломерные инструменты – квадранты. Их приборы отличались большой точностью и тщательностью отделки. Для их изготовления использовались бронза, латунь, ценные сорта дерева. Большая точность измерений требовала и больших размеров инструментов. Все это обходилось очень дорого, но ученые-подвижники отказывали себе во всем ради возможности добывать научную истину.
Первый закон И. Кеплера
Кеплер был истинным подвижником. Преследуемый религиозными фанатиками, он переезжал из страны в страну. За 20 лет работы в императорской обсерватории получил одно-единственное годовое жалованье. Испытывая неимоверные трудности из-за дефекта зрения (Кеплер страдал близорукостью), проводил точнейшие измерения. Основные труды Кеплера – «Гармония мира» и «Очерки коперниканской астрономии». Книга «Очерки…» стала фактически новым учебником астрономии.
Второй закон И. Кеплера
Девизом Кеплера были слова: «Бездеятельность – смерть для философии: так будем же жить и трудиться». И он трудился, не зная предела своим возможностям. «Всю жизнь свою занимавшийся математической астрономией, он то и дело сочиняет стихи, а под старость пишет астрономический роман о жителях Луны с целью распространить астрономические понятия в народной массе… Он интересуется всем… Увидев измерение винных бочек, он пишет целый трактат по чистой геометрии; узнав об изобретении логарифмов, он тотчас же обрабатывает их теорию и составляет таблицы… Он не искал от людей ни почестей, ни похвал, – писал о Кеплере его биограф Е. А. Предтеченский. – По словам Брюстера, его поиски на небе имеют большое сходство с поисками Колумба на Земле».
«Однако ж прав упрямый Галилей»
Казнь Джордано Бруно не остановила дальнейшее развитие учения о гелиоцентрической системе и множественности миров. В Италии убежденным сторонником Коперника был астроном и физик Галилео Галилей (1564–1642 гг.), профессор математики и астрономии Пизанского, а позже – Падуанского и Флорентийского университетов. В отличие от своих предшественников, Галилей располагал прекрасным оптическим прибором для изучения небесных тел – телескопом. В то время он назывался «перспективой».
Галилео Галилей
Как писал Галилей, он приступил к изготовлению телескопа, узнав, что «какой-то нидерландец построил перспективу». Сначала приближение было небольшим. «Наконец, не щадя ни труда, ни издержек, я построил прибор до такой степени превосходный, что при его помощи предметы казались… более чем в тридцать раз ближе…»
Луна в рисунках Галилео Галилея
Благодаря применению телескопа Галилей увидел на небе наглядные доказательства правоты Коперника и Бруно. Галилею открылось множество звезд Млечного Пути, которых не было видно простым глазом. Луна оказалась не эфирным светилом или гладким шаром, а планетой, покрытой горами и равнинами, как и Земля. Венера предстала ярким серпом, как лунный полумесяц. Сатурн оказался планетой совсем не круглой формы – такой эффект создавало кольцо, недостаточно различимое в телескоп. Но самыми интересными оказались наблюдения Юпитера. В телескоп эта яркая планета выглядела довольно большим кружком, рядом с которым находились четыре звездочки. Последующие наблюдения показали, что эти звездочки постоянно сопровождают Юпитер и обращаются вокруг него. Галилей определил, что это спутники Юпитера, подобно тому, как Луна – спутник Земли.
Открытие спутников Юпитера наносило еще один удар по старой доктрине, которая утверждала, что Земля – единственный центр вращения небесных тел. Одновременно оно служило веским аргументом в пользу системы Коперника. Ведь если вокруг движущегося Юпитера вращаются четыре луны, не отставая от него, то и движение Земли не мешает обращению Луны. Но многие коллеги Галилея, видные профессора, не признавали открытые им спутники. Даже глядя в телескоп, они утверждали, что никаких лун у Юпитера нет. А некоторые просто отказывались смотреть в телескоп, чтобы не вносить себе в душу сомнения в правоте системы Птолемея… Однако четыре астронома – Христофор Клавий, Христофор Гринбергер, Одо Малькот и Джованни Паоло Лембо подписали официальный документ, в котором подтвердили: и невиданные ранее звезды, и фазы Венеры, и неровности поверхности Луны, и странная форма Сатурна, и «четыре подвижных звезды около Юпитера» – все это действительно видно в зрительную трубу.