Царство Солнца. От Птолемея до Эйнштейна

Кроме того, Птолемей уточнил сферы планет, в целом усложнив математические расчеты новыми эпициклами. Однако он тщательно описал все расчеты и создал книгу, которая сохранилась до наших дней.Видимо, Птолемей написал две книги по математике, которые имели похожие  названия. Большую книгу, в которой он описал свою астрономическую систему, ученые  называли «Великим математическим  построением астрономии», а вторую — «Малым». Слово «великий» по-гречески звучит «мегас». Позже, когда труды Птолемея  изучали арабы, они использовали это слово в качестве названия книги, произнося его  немного неправильно, а перед ним ставили свое собственное слово «аль», означавшее определенный артикль. «Большой»  превратился в «Альмагест». С тех пор книга  Птолемея известна как «Альмагест».

Однако после Птолемея древняя  цивилизация начала приходить в упадок. Никто не сменил его, чтобы что-то изменить или  уточнить. Его слово стало последним. С падением Рима астрономия в Европе прекратила свое развитие; ее возродили арабы между 800-м и 1000 гг. н. э. Арабы строили обсерватории и определяли положение и движение небесных тел, используя книгу Птолемея как источник всех сведений. Величайший арабский  астроном аль-Баттани около 900 г. н. э. даже  сделал несколько мелких поправок к системе Птолемея. После 1000 г. н. э. астрономия  начала возрождаться и в Европе, опять-таки на основе теории Птолемея, книга которого была наконец переведена на латинский язык  (примерно в 1175 г. итальянским ученым Джерардом Кремонским).

Король Кастилии (части современной Испании) интересовался астрономией и  примерно в 1250 г. приказал составить новые таблицы с положением планет. Это был Альфонс X, прозванный Мудрым, и эти  таблицы были названы его именем. Альфонс также прославился тем, что выразил  недовольство Птолемеем: когда составлялись  астрономические таблицы, он якобы сказал, что, будь он Богом, создал бы более  простую Вселенную. Тем не менее в течение 1400 лет за  Птолемеем оставалось последнее слово. В  связи с этим геоцентрическую теорию  Вселенной часто называют системой Птолемея — в его честь.

ПОСЛЕДНЕЕ ЛИ?

Однако система Птолемея имела свои  недостатки. Количество различных  вращательных движений, необходимых для  объяснения движения различных небесных тел, достигало 79. Это число включало в себя деференты, эпициклы, эпициклы  эпициклов, движения эксцентриков и так далее. Расчеты, даже после того как Птолемей тщательно их расписал, оставались крайне сложными. Те астрономы, которые были  лишены математических способностей  Птолемея, должны были испытывать немалое  раздражение и мечтать о том, чтобы все это движение можно было объяснить более  простым способом.

Однако в Средние века существовало глубочайшее уважение к великим греческим мыслителям и их огромным достижениям. Полагаю, многим астрономам приходило в голову, что если бы они предположили, что Земля движется вокруг Солнца, то расчеты планетных движений можно было бы  упростить. Тем не менее в тот период никому не хотелось противопоставить свой жалкий разум таким великим умам, как Аристотель и Птолемей. Эти греки утверждали, что  Земля находится в центре Вселенной, а значит, именно так и должно быть.

Кроме того, со времен греков в западной цивилизации появилось нечто новое —  Библия. В Библии были стихи, в которых  говорилось, что Земля стоит неподвижно, а  Солнце двигается (в особенности это относится к знаменитому отрывку, в котором Иисус Навин приказал Солнцу остановиться,  чтобы сражение, в котором израильтяне имели перевес, можно было довести до успешного завершения; в конце концов, это ведь  Солнцу было приказано стоять, а не Земле,  значит, и двигалось Солнце, а не Земля).  Никому не хотелось идти против религии.

В результате этого астрономы д,о 1500 г. не только не пытались идти дальше  Птолемея и Аристотеля, но даже закрывали глаза па все, что могло противоречить греческим теориям.

Например, по Аристотелю, на небесах все остается неизменным, упорядоченным и  безупречным. Только «подлунные явления» (то есть те, которые происходят ниже первой  небесной сферы, сферы Луны) подвержены  изменениям, беспорядкам и дефектам.

Однако время от времени на небесах  появлялись кометы.

Кометы — это крупные небесные тела, и они очень необычны в том отношении, что только они, помимо Солнца и Луны,  обладают видимыми размерами, а не являются  простыми точками света. Более того, кометы  имели светящиеся хвосты, растягивающиеся на огромные расстояния — иногда на полнеба.

К тому же кометы были довольно  призрачными объектами, поскольку сквозь них ясно видны были звезды. На самом деле они походили на странные привидения с  растрепанными волосами, которые вторгались на небеса. Они казались дикими созданиями, в ужасе убегающими от какой-то катастрофы. Слово «комета» произошло от латинского слова «волосы».

Все эти причины приводили к тому, что в те времена кометы внушали людям ужас; они даже и сейчас пугают некоторых людей. И они раздражали астрономов, потому что появлялись и исчезали непредсказуемо, а их движение, в отличие от движения планет, не казалось регулярным и упорядоченным.

Аристотель объяснил эти беспорядки на небесах, сказав, что кометы составляют частьземной атмосферы, а не часть небес.  Действительно, если бы кометы находились на  небесах, они ломились бы сквозь безупречные сферы планет, а это было невозможно.

И астрономы принимали Аристотелеву теорию комет в течение всего Средневековья, хотя легко могли бы ее опровергнуть (позже я расскажу, как именно).

И потом, опять-таки на небесах изредка появлялась новая звезда. Существует  рассказ о том, что новая звезда, которую  прежде никогда не видели, появилась в небе в 134 г. до н. э. Это произвело такое  впечатление на греческого астронома Гиипарха, что он составил список из примерно тысячи звезд, отметив их точное расположение на небе, для того чтобы любые новые звезды, которые там появятся, действительно были восприняты как новые.

Однако с того момента появления новых звезд не отмечалось, хотя несколько  обязательно должны были бы появиться. На  самом деле нам известно о появлении только одной звезды, очень удивительной, — и тем не менее о ней не сообщалось.

В 1054 г. н. э. на небе появилась новая звезда, которая светила ярче Венеры. Она была настолько яркой, что ее можно было увидеть даже днем. Звезда оставалась такой яркой почти месяц, а потом начала  меркнуть. Китайские астрономы тщательно ее описали, и у нас есть их записи. (Конечно, такие «новые звезды» на самом деле не новые, а старые, которые взрываются и на какое-то время становятся намного ярче  прежнего.)

Когда современные астрономы навели свои телескопы на место, упомянутое в  китайских записях, то обнаружили скопление светящегося газа, которого назвали  туманностью Краба (из-за его несимметричной  формы казалось, будто у него неуклюжие лайки краба). Это скопление газа показалась всем остатками гигантского взрыва, а в центре находилась крошечная горячая звезда,  которая, похоже, была тем, что осталось от взрыва. На самом деле эти газы до сих пор расширяются со скоростью, которую можно измерить. Если использовать эту скорость для обратных вычислений, то окажется, что взрыв должен был произойти  приблизительно 800 лет назад. Следовательно, астрономы были твердо уверены в том, что китайцам это не  почудилось. Они действительно видели яркую  новую звезду, о которой рассказали.

Однако ни один европейский или  арабский астроном даже не упоминает о новой звезде. На небосклоне появилась звезда, которая была ярче Венеры настолько, что в течение почти месяца ее можно было видеть днем, — а о ней даже ничего не упоминается! По-видимому, европейская астрономия находилась в таком упадке, что даже такое зрелище не вызвало интереса ученых.

Кроме того, на небе есть несколько звезд, яркость которых изменяется настолько, что это видно невооруженным глазом.  Например, существует звезда Алголь. Каждые  шестьдесят девять часов она вступает в  десятичасовой период, во время которого теряет две трети своей яркости, а потом снова ее восстанавливает. Это хорошо видно, но  греки об этом никогда не упоминали.  Аристотель сказал, что такого быть не должно, и, думаю, они просто это проигнорировали.

Арабы об этом тоже не упоминают, но они должны были это заметить. Алголь по арабски значит «вурдалак». Такое название могли дать только звезде, которая  действительно пугала наблюдателей. Безусловно, звезда, которая вела себя не но правилам, должна была казаться страшной. Теперь ее иногда называют «демонической звездой», и астрологи считают ее очень несчастливой.

Еще более известным примером является Мира. Когда эта звезда находится на пике яркости, то она бывает порой такой же  яркой, как Полярная. А на самом минимуме яркости эта звезда полностью исчезает — по крайней мере, для невооруженного глаза. Однако ни греки, ни арабы ни разу не  упомянули о звезде, которая то появляется, то исчезает.

Это было отмечено только в 1596 г., когда голландский астроном Давид Фабрициус  сообщил о ее поведении. К этому времени  уважение к Аристотелю как к астроному стало стремительно понижаться, так что название, которое получила эта звезда, — Мира — не отражает никакого беспокойства. По-латыни это слово означает «чудесная».

И наконец, в 1782 г. английский  астроном Джон Гудрайк подробно изучил  изменения яркости Алголя. В тот момент ему было всего восемнадцать. Он был глухонемым от рождения и умер всего четыре года спустя.

Несмотря на уважение к Аристотелю и Птолемею, раздражение все усиливалось. К 1500 г. астрономы Италии начали тайно  размышлять о возможности отказа от системы Птолемея. Примерно в 1450 г. германский кардинал католической церкви Николай Кузанский начал думать о том, что, возможно, Земля движется вокруг Солнца. Однако он не разработал эту теорию подробно. Затем, в 1496 г., в Италию приехал молодой польский студент. Его звали Николай  Коперник. Он впитал бунтарские разговоры, которые шли вокруг, а затем начал великую «революцию» против Птолемея.

Глава 4

СОЛНЦЕ БЕРЕТ ВЕРХ

ПЕРЕСТАНОВКА ЗЕМЛИ

Коперник отправился в Италию и жил гам десять лет. Первоначально он  собирался изучать медицину и юриспруденцию; после возвращения в Польшу он на самом деле работал врачом. Однако в Италии он заинтересовался также математикой и  астрономией и питал некоторые интересные идеи.

Хотя астрономам Птолемей надоел,  никто не решался выступить против всех  греков. Однако существовали и такие греки, которые были не согласны с Птолемеем! Например, некие ученики Пифагора (того самого, который открыл, что Геспер и  Фосфор — это одна планета) считали, что  Земля также составляет часть небесной сферы, совершающей вращение в небесах. Они  полагали, что все сферы, включая и земную, вращаются вокруг таинственного и  невидимого «центрального огня», а Солнце — лишь отражение этого огня.

Аристарх Самосский предположил, что все планеты, за исключением Луны,  движутся вокруг Солнца, и Земля движется вместе с ними.

Коперник, видимо, знал о теории  Аристарха, и она его заинтересовала. А что, если такую теорию разработать  математически так же тщательно, как была  разработана система Птолемея? Он решил сделать именно это и рассмотреть  результаты.

Во-первых, если все планеты вращаются вокруг Солнца, тогда Меркурий и Венера должны находиться ближе к Солнцу, чем Земля. Это объяснило бы, почему они не могут отходить от Солнца дальше  определенных расстояний.

Представьте себе, что вы наблюдаете за бейсбольным матчем издали и с высоты, с мест, которые расположены на самом краю стадиона. Чуть поворачивая голову направо и налево, вы можете видеть весь стадион. Для того чтобы наблюдать за игрой, вам никогда не придется поворачивать голову полностью. Точно так же наблюдатель с Земли видит всю орбиту Венеры и  Меркурия, глядя в сторону Солнца. Обе эти  планеты никогда не окажутся позади нас в полночном небе. Поскольку Меркурий  ближе к Солнцу и дальше от нас, его «игровая площадка» будет уже, чем у Венеры, так что будет казаться, что он держится еще ближе к Солнцу, чем Венера.

С другой стороны, орбиты Марса,  Юпитера и Сатурна будут от Солнца дальше, чем орбита Земли. Это означает, что эти планеты иногда будут оказываться у нас за спиной, если мы повернуты лицом к Солнцу. Когда это происходит, они будут видны наверху в полночном небе. Это похоже на то, как если бы мы наблюдали за бейсбольным матчем от второй базы. Нам не придется полностью  поворачиваться для того, чтобы видеть подающего и принимающего (Меркурий и Венеру), но нам часто придется это делать, чтобы  посмотреть на игроков в дальней части  площадки (Марс, Юпитер и Сатурн).

Теперь посмотрим, что происходит с  изменениями яркости планет. Если бы  Солнце было центром планетной системы, тогда Земля и какая-нибудь другая планета,  такая, как Марс, могли бы находиться но одну сторону от Солнца. Тогда они  окажутся довольно близко друг к другу, и с Земли Марс будет казаться более ярким. Однако порой они будут на противоположных  сторонах от Солнца, и тогда Марс окажется дальше и потускнеет.

Юпитер и Сатурн с самого начала будут дальше от Земли, и лишнее расстояние,  появляющееся из-за того, что они окажутся по другую сторону от Солнца, будет вносить меньше изменений. По этой причине яркость Юпитера будет изменяться меньше, чем  яркость Марса, а яркость Сатурна — еще меньше (и это на самом деле так).

А как тогда насчет попятного движения? Действительно, кажется, что чем ближе  планета находится к Солнцу, тем быстрее она движется. Так, Меркурий движется по небу быстрее Венеры, а та — быстрее Марса, и так далее.

Поскольку Земля к Солнцу ближе, чем Марс (иначе Марс не мог бы появляться на полночном небе), значит, она должна  двигаться быстрее. Когда обе планеты находятся по одну сторону от Солнца, быстро  движущаяся Земля догоняет Марс, который движется медленнее, и тогда кажется, что он перемещается на фоне звезд в обратную  сторону. Вы никогда не находились в скором поезде, который обгоняет электричку? Вы не замечали, что при этом кажется, будто электричка движется назад?

Если предположить, что Земля движется вокруг Солнца, то понятное движение Марса, Юпитера и Сатурна можно объяснить этим «обгоном».

Как только Коперник представил себе Землю, вращающуюся вокруг Солнца  вместе с остальными планетами, стало странно полагать, что все звездное небо  поворачивается вокруг Земли в течение двадцати  четырех часов. Раз уж Земля все равно  двигалась, гораздо проще было предположить, что она вращается вокруг своей оси, а  звезды остаются неподвижными. Таким  образом, Коперник принял идею Гераклида Понтийского, который выдвинул ее на 1800 с лишним лет раньше.

В Древней Греции также знали, что  Северный полюс мира меняет свое положение, а Полярная звезда не всегда остается рядом с ним. Греки считали это еще одним  осложнением движения сферы звезд. Однако  Коперник решил, что поскольку Земля вращается вокруг своей оси, то подлинным объяснением будет небольшое покачивание этой оси,  которая каждые 26 000 лет будет совершать  полный поворот. Движение Северного полюса мира было простой иллюзией, которую  создавало собственное движение Земли, такой же иллюзией, как ежедневный восход и закат  небесных тел.

Имея все это в виду, Коперник обнаружил, что гелиоцентрическая (с Солнцем в центре) теория Вселенной объясняет целый ряд загадочиых фактов относительно планет, и делает это доступнее, чем геоцентрическая теория. Более того, математические формулы,  которые приходилось использовать для оиисания движения планет в гелиоцентрической  системе, были гораздо проще тех, которые  применялись в старой системе Птолемея.  Поскольку именно Коперник заставил мир принять гелиоцентрическую систему и разработал ее математическую основу, то в его честь она названа системой Коперника, хотя он не  первым ее придумал.

КНИГА НА СМЕРТНОМ ОДРЕ

Однако Коперник все-таки не решился напечатать свои теории. Он приготовил их и виде рукописи, и к 1530 г. эта рукопись передавалась среди ученых Запада из рук в руки.

Это было время протестантской  Реформации, и религиозные чувства были  жаркими. О теории Коперника узнали, и он  приобрел не только много последователей, но и много врагов. Многие иерархи  католической церкви считали, что теория Коперника противоречит тому, чему учит религия.  Более того, Мартин Лютер, возглавивший протестантское движение, назвал  Коперника дураком, отвергающим Библию. Так что, наверное, осторожность Коперника была оправдана.

Однако в 1540 г. последователь  Коперника, которого звали Георг Иоахим Ретик, опубликовал краткое изложение теории  Коперника. Потом он убедил самого  Коперника согласиться на публикацию его рукописи. Коперник решил отбросить осторожность и посвятил книгу папе Павлу III вместе со смелой атакой на тех людей, которые  готовы использовать библейские цитаты для того, чтобы опровергать математические  доказательства.

Однако у Ретика начались неприятности (возможно, из-за его приверженности теории Коперника), и ему пришлось оставить город. Он поручил публикацию книги Коперника своему другу, Андреасу Озиандеру, который был лютеранским пастором. Озиандер, помня о взглядах Лютера, хотел избежать  впечатления, будто он опровергает Библию. Без согласия Коперника он вставил в книгу  предисловие, в котором говорилось, что  представленная в ней теория не предлагается как верная. Это — просто прием или уловка,  которая делает математические расчеты  положения планет более простыми. Он не подписал это предисловие, и в течение долгих лет люди думали, что его написал сам Коперник. Его использовали как аргумент против системы Коперника: астрономы-традиционалисты  утверждали, будто Коперник не верил в свою собственную теорию.

К счастью, Коперник об этом не узнал. Первый экземпляр книги попал к нему 24 мая 1543 г., в самый день его смерти. Книгу положили в руки умирающего,  который уже несколько дней бредил, так что он, возможно, даже не понял, что именно он держит в руках.

Однако книга продолжала жить и не  погибла. Она называлась «De Revolutionibus Orbitum Caelestium». В те дни ученые  книги всегда писались на латыни, которая была языком науки по всей Европе. По-русски это название звучало бы как  «Относительно вращения небесных тел».

Эта книга вызвала сенсацию в Европе, и люди сразу же стали спорить о ней. В день выхода книги началась эпоха современной астрономии.

Сегодня нам покажется, что система  Коперника настолько проще системы  Птолемея, что она должна была бы сразу же победить. Однако этого не произошло. Для победы системе Коперника потребовалось почти сто лет, и на то было несколько  веских причин.

Во-первых, система Птолемея с  математической точки зрения работала. Она весьма точно предсказывала положение планет — насколько это было видно невооруженным глазом. С точки зрения точности система Коперника ее не превосходила или  превосходила совсем немного. Конечно,  вычисления при этом были гораздо более простыми, однако она подразумевала, что вся громадная Земля летит сквозь пространство, вращаясь вокруг Солнца. Большинству людей легче было принять несколько более  сложные вычисления, чем мысль о летящей в пространстве Земле.

Конечно, существовали способы, с  помощью которых по наблюдениям за небесами можно было доказать, что Земля должна двигаться в пространстве, однако такие  наблюдения должны были дожидаться  изобретения телескопа. В течение первых  семидесяти лет после смерти Коперника телескопов не существовало, а до телескопов вопрос заключался только в том, какой тин  расчетов предпочитал тот или другой астроном. Некоторое время астрономы не могли  отказаться от популярных идей древних греков.

Во-вторых, большинство религиозных  деятелей, как католиков, так и протестантов, считали, что Библия стоит на стороне  системы Птолемея. По этой причине многие  астрономы и другие ученые медлили и не принимали новой теории из религиозных соображений.

В-третьих, Коперник не стал полностью отказываться от системы Птолемея.  Несмотря на все, в своих воззрениях он  остался греком. Он по-прежнему считал, что планеты составляют часть вращающихся сфер и их движение должно быть  сочетанием идеальных окружностей. Для того  чтобы его теория объясняла реальное  движение планет, он, как и Аполлоний, Гиипарх и Птолемей, вынужден был использовать эпициклы. Общее число круговых  движений, которые нужны были Копернику для того, чтобы объяснить планетарные орбиты, составило всего 34, по сравнению с 79  Птолемея. Это упрощало вещи, но не  настолько, чтобы большинство ученых сочли это важным.

Тем не менее битва началась, и в течение жизни следующих двух поколений шли ожесточенные сражения. Например,  итальянский философ Джордано Бруно первым полностью отверг существование небесных сфер. Он также предположил, что космос бесконечно огромен, что существуют  неоткрытые планеты, населенные живыми  существами. За это его сожгли на костре как еретика в 1600 г.

ОБСЕРВАТОРИЯ В ДАНИИ

Германский математик и астроном Эразм Рейнхольд принял теорию Коперника  примерно в 1550 г. Он воспользовался его  формулами для того, чтобы определить  положение различных небесных тел в прошлом и будущем. Результат его трудов был назван «Tabulae Prutenicae» (по-русски —  «Прусские таблицы»), потому что был  опубликован за счет некоего прусского герцога. Его таблицы были точнее тех, которые  публиковали математики-птолемеисты, и это стало очком в пользу Коперника.

Однако самый влиятельный астроном  поколения, появившегося после книги  Коперника, отказался принять его систему. И это было крупное очко против Коперника. Этим астрономом был швед по имени Тихо Браге, который родился в 1546 г. в районе Швеции, принадлежавшем в то  время Дании. На самом деле его имя должно было бы звучать как «Тейко Бра».

Его семья хотела, чтобы он изучал  юриспруденцию, однако солнечное затмение  заставило его заинтересоваться астрономией. В 1563 г. Тихо Браге обнаружил ошибки в «Прусских таблицах», которые и решил  исправить. Он быстро приобрел репутацию, и в 1576 г., когда Тихо было всего тридцать,  король Дании Фредерик II финансировал  строительство обсерватории для него. Это была самая крупная обсерватория, построенная к тому времени. Тихо назвал ее «Ураниборг» («Замок неба»). Позже он построил еще одно здание, «Стеллеборг» («Замок звезд»).

Он заполнил эти здания лучшими  приборами, которые только мог приобрести или  создать, и с их помощью провел очень точные наблюдения положения небесных тел —  самые точные на тот период. Тихо Браге стал первым астрономом, который сделал  поправку на то, что свет преломляется, проходя  через воздух под углом. Видимое положение звезд менялось из-за этой рефракции, а  величина сдвига зависела от того, насколько высоко в небе находилась звезда.

В результате этого Тихо Браге удалось получить сведения с точностью до величины пространства, представленного 1/180 ширины Луны. Этим он принес огромную пользу, поскольку к тому времени таблицы короля Альфонса давали положение планет с  ошибкой в месяц, и даже «Прусские таблицы» ошибались на три дня. Тихо казалось, что без тщательных наблюдений точных таблиц составить вообще нельзя, и он был прав.

В частности, Тихо Браге составил список положений Марса на длительный период времени. Этот список показывал точное  движение планеты с точностью, какой прежде никто не знал.

Браге использовал эти и другие  наблюдения для того, чтобы попробовать составить собственную планетарную систему. Он не мог принять систему Коперника, возможно, потому, что ему мешали религиозные  убеждения. Поэтому Браге предположил, что все планеты движутся вокруг Солнца, но  Солнце вместе со всеми вращающимися вокруг него планетами движется вокруг Земли. Это позволило оставить Землю в центре.

Система Тихо никогда не получила  распространения; в нее верил только сам Тихо. А возможно, в глубине души даже он сам в нее не верил.

Если бы Тихо Браге смог принять теорию Коперника, то, возможно, и другие  астрономы приняли бы ее примерно на пятьдесят лет раньше, чем это произошло на самом деле. Но хотя Тихо не принял ее, он  невольно сделал несколько вещей, которые  ослабили прежние, греческие взгляды и  расчистили дорогу к будущей победе сторонников Коперника.

Во-первых, в 1572 г. в небе появилась «новая звезда». Она стала такой же яркой, как Венера, и почти такой же яркой, как «новая звезда» 1054 г., которую отметили только китайцы. Однако к 1572 г. в Европе уже царил иной дух. Перемены на небесах больше не игнорировались. Некоторые  решили, что это — возвращение Вифлеемской звезды, но Тихо Браге не думал так. Он  наблюдал «новую звезду» и даже написал о ней книгу. Именно эта книга составила ему репутацию (Тихо было в тот момент всего двадцать шесть лет) и привела к  строительству «Ураниборга».

Тихо Браге назвал свою книгу «De Nova Stella» («О новой звезде»), и с тех пор  западные астрономы для обозначения новой звезды используют слово «nova».

ИЗМЕНЕНИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Тихо Браге также опроверг Аристотеля в еще одном очень важном вопросе. В 1577 г. на небе появилась комета, и Тихо взялся за определение ее расстояния от Земли. Он сделал это, используя принцип  параллакса.

Это название дано явлению, в  результате которого положение близких предметов относительно предметов удаленных видимо меняется, если изменяется само место  наблюдения. Например: поднимите палец на  расстоянии примерно тридцати сантиметров от лица, закройте левый глаз и засеките  положение пальца относительно какого-нибудь более далекого предмета, например стены или  дерева. Затем, не сдвигая палец и голову,  откройте левый глаз и закройте правый. Обратите внимание на то, как изменилось видимое  положение вашего пальца. Положение меняется потому, что зрачки ваших глаз расположены па расстоянии около шести-семи сантиметров друг от друга, так что, когда вы смотрите  сначала одним глазом, а потом вторым, вы на самом деле изменяете свое место наблюдения на это расстояние.

Теперь проделайте то же самое,  отодвинув палец от глаз на расстояние вытянутой руки. Снова наблюдайте за его положением, закрывая сначала один глаз, а потом —  другой. Палец по-прежнему изменяет свое  положение, но не так сильно! Другими  словами, параллакс уменьшается с увеличением расстояния до объекта. Используя простые тригонометрические формулы, расстояние до предмета может быть измерено, если вы знаете расстояние между двумя точками  наблюдения и размер параллакса.

Конечно, когда предмет находится,  скажем, на расстоянии пятидесяти метров от ваших глаз, его параллакс в сравнении с более удаленными объектами будет слишком мал, чтобы его можно было измерить, если вы полагаетесь на систему попеременного закрывания глаз. В этом случае вам  понадобится более значительное изменение точки наблюдения. Вы должны посмотреть на предмет и заметить его положение  относительно более удаленного объекта. Затем вы отходите в сторону метров на пять —десять и снова отмечаете его положение. При таком у «сличении базиса эффект параллакса  увеличится настолько, что его будет легко  измерить.

Принцип параллакса можно  использовать, чтобы вычислить расстояние до Луны. Например, положение Луны можно  наблюдать на фоне гораздо более удаленных звезд. В то же время ее положение может наблюдать другая группа астрономов из  обсерватории, находящейся в нескольких  сотнях или даже тысячах километров от  первой. Луна на фоне звезд будет занимать несколько иное положение.

Зная расстояние между двумя  обсерваториями (с поправкой на выпуклости земной поверхности) и размер наблюдаемого  параллакса, можно вычислить расстояние до Луны. Птолемей проделал нечто похожее и получил довольно хорошее представление о  расстоянии до Луны. Его данные проверил и  подтвердил Коперник. (Расстояние от Земли до Луны в соответствии с современными  расчетами составляет около 429 900 километров.)

Другие небесные тела находились  настолько далеко от Земли, что параллакс был слишком небольшим, чтобы его можно было измерить, независимо от того, насколько  далеко друг от друга находились  обсерватории. Даже во времена Тихо Браге точное расстояние до небесных тел, за  исключением Луны, оставалось неизвестным, однако к тому времени эти расстояния считались очень большими, измерявшимися  миллионами километров.

Однако когда в 1577 г. на небе появилась комета, Тихо Браге решил, что если  кометы составляют часть земной атмосферы, как то утверждал Аристотель, то они должны находиться к Земле ближе, чем Луна, и  должны проявлять большой параллакс,  который возможно будет измерить.

Любой астроном со времен Птолемея мог бы рассуждать таким же образом и,  заручившись помощью обсерватории,  расположенной на некотором расстоянии от его собственной, мог бы провести эту проверку. Однако никому и в голову не пришло  усомниться в словах Аристотеля.

Однако времена изменились, и Тихо  провел эту проверку. Он договорился измерить параллакс кометы с помощью обсерватории в Праге и обнаружил (возможно, к  собственному удивлению и смущению), что он слишком мал, чтобы его можно было  измерить приборами. Браге мог прийти только к одному выводу. Комета не являлась частью атмосферы. Она должна была бы  находиться по крайней мере втрое дальше, чем Луна,а возможно, и еще дальше. Комета была небесным телом, и Аристотель ошибся  дважды. Ведь комета не только не была частью атмосферы, но и небеса не оставались  неизменными. (И если уж на то пошло, то как такая крошечная штучка, как комета,  пробирается сквозь величественные хрустальные планетные сферы? Неужели сфер не  существует?)

Конечно, ни новые звезды, ни  удаленность комет сами но себе не были  решающими факторами при выборе между Птолемеем и Коперником. Однако, подрывая авторитет Аристотеля, они не могли не усиливать  полиции Коперника но отношению к древним астрономам в целом.

Тихо Браге попытался использовать  параллакс и против Коперника. Он рассуждал так: если бы Земля вращалась вокруг  Солнца, тогда в различные моменты ее  положение было бы различным. Например, в январе она была бы в одной точке, а в июле, полгода спустя, она оказывалась бы но  другую сторону от Солнца, в точке, удаленной от первой на много миллионов километров.

Тогда, если наблюдать звезды сначала в январе, а потом в июле, получится такой громадный базис наблюдения, что у  ближайших звезд должен будет появиться  параллакс относительно более удаленных. Тихо провел необходимые измерения и  обнаружил, что ни у одной из звезд не появляется никакого параллакса. Он счел это доказательством того, что Земля просто не может двигаться вокруг Солнца.

С другой стороны, сторонников  Коперника это не смутило. Они заявили, что  неподвижные звезды находятся настолько далеко, что даже громадный базис, который представляет собой диаметр земной орбиты, не дает такого большого параллакса звезд, чтобы Тихо Браге мог его измерить.  Оказалось, что в этом коперниканцы были правы.

В 1597 г. для Браге наступили тяжелые времена. Он всегда был человеком  заносчивым и склочным, и к тому же потратил очень много королевских денег на свою  обсерваторию. Фредерик II умер, и появился новый король, Кристиан IV, которому не понравилась раздражительность старого  астронома, так что он решил не давать ему денег. Король прекратил всякую  поддержку и вынудил Тихо Браге уехать из Дании.

Тихо перебрался в Прагу, где в 1599 г. его начал финансировать император Священной Римской империи Рудольф II. Тихо прожил еще два года и почти не успел  воспользоваться своими прекрасными приборами. Он умер в ноябре 1601 г. Тем не менее его самые  большие достижения в астрономии относятся именно к этим двум годам: как раз тогда он взял себе в помощники молодого немецкого астронома. Это был Иоганн Кеплер, с  которым Тихо до этого несколько лет  переписывался.