Страница 42 из 131
Но время берет свое - впоследствии обе тенденции, картезианская и ньютонианская, слились в стройном здании теоретической физики 19 века.
НОВОЕ И НЕВЕДОМОЕ
Основные результаты Эдмунда Галлея - открытие кометы как нового элемента Солнечной системы и собственного движения звезд - в какой-то степени предопределили главные линии развития астрономии 18-19 веков.
Во-первых, выделилось особое направление поиск - новых объектов в Солнечной системе. Астрономы стремились не только отыскать их, но точнейшим образом определить их движение для дополнительной проверки ньютоновской теории. С другой стороны, интерес исследователей все больше обращался к звездам, чья природа пока казалась загадочной.
Вспыхнувшая сразу вслед за Галлеем охота за кометами необычайно стимулировала наблюдения нестандартных событий.
Историю открытия принципиально новых объектов стоит начать с опубликованной в 1733 году работы Жан-Жака Дорту де Мэрана. В своем "Физическом и историческом трактате о северном сиянии" он смело связал красивейшее явление северного неба с влиянием солнечной активности, а не со свечением вулканических испарений, как это делалось до него. Мэран полагал, что солнечная атмосфера - та корона, которая наблюдается во время солнечных затмений,- может в отдельных случаях простираться на огромные расстояния и достигать Земли, вступая в сильное взаимодействие с земной атмосферой. Иными словами, родилась гипотеза о существовании особого элемента Солнечной системы - того, что сейчас называют солнечным ветром, причем этот элемент должен заметно влиять на состояние околопланетного пространства. Разумеется, в доспутниковую эру не было возможности проверить гипотезу Мэрана прямым экспериментом, но качественно она вполне оправдалась. После ньютоновской теории приливов, обусловленных гравитационным влиянием Луны и Солнца, это была, пожалуй, первая неастрологическая идея о воздействии небесных тел на земные события. В мае 1761 года русский ученый Михаил Васильевич Ломоносов (1711 -1765), человек необычайной одаренности и широты увлечений - от физики до литературы, наблюдал необычное явление. Край Солнца как бы пузырился или размывался при прохождении через него Венеры вокруг диска планеты возникал тончайший светящийся ободок. Этот эффект был правильно истолкован Ломоносовым в его брошюре "Явление Венеры на Солнце, наблюденное в Санкт-Петербургской Академии наук". Размывание солнечного диска он связал с наличием у ближайшей соседки Земли мощной атмосферы "таковою (лишь бы не большею), какова обливается около нашего шара земного". Так - по сути, впервые со времен Галилея - удалось дополнительно доказать схожесть Земли и других планет. Старые сугубо умозрительные гипотезы об атмосферах небесных тел получили столь сильное подтверждение, что фантасты и популяризаторы науки 18-19 веков стали считать чуть ли не само собой разумеющимся, что всякая планета имеет подходящий для человека воздушный океан.
Принципиально новый тип небесного тела - астероид, или малую планету, обнаружил в первый день 19 столетия итальянский астроном Джузеппе Пиацци (1746-1826). Орбита первого астероида, названного Церерой, была заключена между орбитами Марса и Юпитера. В течение нескольких следующих лет немецкий астроном Генрих Вильгельм Ольберс (1758-1840) снова зарегистрировал Цереру и обнаружил два других астероида - Палладу и Весту. Вскоре между орбитами Марса и Юпитера были найдены и другие планетки. Это позволило Ольберсу предложить гипотезу о существовании в очень давние времена особой планеты Фаэтона, которая по неизвестным причинам взорвалась, и ее осколки образовали астероидный пояс. Эту идею до сих пор трудно обосновать или окончательно опровергнуть, но она, бесспорно, стимулировала интерес к законам эволюции Солнечной системы и отдельных планет.
Так обогащались представления о Солнечной системе, но самое впечатляющее открытие этого времени, завершившееся триумфом ньютоновской теории, было опять-таки связано с кометным бумом.
13 марта 1781 года 42-летний астроном-любитель Вильям Гершель открыл, как ему показалось, новую комету, наблюдая звезды между созвездиями Тельца и Близнецов.
Фридрих Вильгельм Гершель (1738-1822), сын ганноверского военного музыканта, сам композитор и музыкант, приехал в Англию 18-летним юношей. Здесь он, преобразовавшись в Вильяма, длительное время зарабатывал на жизнь музыкальными уроками. Постепенно он увлекся астрономией, и к 33 годам осознал, что только этот предмет по-настоящему для него интересен. Свой первый телескоп Гершель достроил в 1773 году и через год приступил к систематическим наблюдениям. К моменту упомянутого открытия он все еще оставался любителем, хотя и проявил незаурядное упорство в конструировании телескопов и наблюдениях.
26 апреля 1781 года Вильям Гершель представил в Лондонское Королевское общество "Сообщение о комете" и, возможно, стал бы очередным счастливцем из немалой тогда когорты кометчиков, если бы не странное поведение предмета его мартовского открытия. Объект не увеличивал яркость, то есть не желал приближаться к Солнцу. Уже в мае французский астроном Жан Сарон установил, что новое небесное тело находится за орбитой Сатурна, а несколько позже петербургский академик, ученик Л. Эйлера, Андрей Иванович Лексель (1740-1784) показал, что оно вообще ведет себя как планета, обращаясь вокруг Солнца с периодом около 84 лет.
Так произошло открытие седьмой большой планеты - Урана. Впрочем, мудрый Гершель первоначально предложил назвать ее Георгом в честь здравствующего короля. Это предложение не прошло - оно противоречило тысячелетней традиции называть планеты именами античных богов, но сыграло свою положительную роль в судьбе Гершеля. В том же 1781 году он стал членом Лондонского Королевского общества, а через год благодарный Георг III назначил его своим придворным астрономом с годовым жалованием в 200 фунтов. Это позволило Гершелю целиком погрузиться в любимую работу.
С именем Вильяма Гершеля справедливо связывается целая эпоха в астрономии, а его достижения и объем работы сопоставимы среди предшественников, пожалуй, только с деятельностью Гиппарха и Тихо Браге.
Хотя открытие Урана стало в глазах современников ярчайшей вехой его жизни, главное его достижение заключается в ином - в колоссальном подъеме уровня систематичности наблюдений и в изменении их ориентации.
Гершель обратился к звездам. Именно звездные системы интересовали его в первую очередь.
В 1783 году он показал, что обнаруженное Галлеем изменение положения звезд частично обусловлено движением Солнечной системы в сторону созвездия Геркулеса*. Это нанесло сильнейший удар по гелиоцентрической картине Вселенной - Солнце становилось рядовой звездой, мчащейся среди других светил.
* Более обширные современные данные показывают, что апекс (точка, куда со скоростью около 20 км/с стремится Солнце) расположен в созвездии Лиры, неподалеку от созвездия Геркулеса.
Еще через 20 лет Гершель обнаружил особый тип космического населения двойные звезды*. Эти объекты сыграли важнейшую роль в определении масштабов Вселенной.
* Видимо, первое указание на существование двойных звезд было получено итальянским астрономом Джованни Батиста Риччоли (1598-1671), составителем энциклопедического "Нового Альмагеста", подытожившего астрономические достижения того времени.
Вообще же, фантастическим подвигом выглядит сухой факт - Гершель открыл и описал более 2500 звездных скоплений и туманностей!
Туманности, более или менее размазанные светящиеся пятнышки, представляли собой известную к тому времени космическую загадку. Дело не в редкости - как туманность выглядит и древнейший небесный объект Млечный путь*, расщепленный Галилеем на отдельные звезды. Но многие туманности не поддавались такому расщеплению даже с помощью самых сильных телескопов.
*Это красивый древнеримский образ (via lactea). Греки называли его "молочным кругом" (galaktikos kyklos), откуда и пошел термин "галактики".