Айзек Азимов - Царство Солнца. От Птолемея до Эйнштейна
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.
