Царство Солнца. От Птолемея до Эйнштейна

Кеплер превзошел своего учителя. Он  использовал наблюдения Марса, проведенные Враге, и использовал их для того, чтобы сделать чрезвычайно важный шаг вперед в астрономии.

НЕ СОВСЕМ КРУГИ

Иоганн Кеплер родился в 1571 г. В  детстве он перенес оспу, которая изуродовала ему руки и испортила зрение. Казалось, для него оставалось только одно — стать  пастором (он происходил из семьи протестантов).

В школе он учился хорошо, узнал там  теорию Коперника и в конце концов оставил богословскую подготовку, чтобы стать  профессором естественных наук. Однако  Кеплер навсегда сохранил некий религиозный мистицизм, что сказывалось на его великих научных открытиях. Например, он уделял время разработке теорий о музыке небесных сфер.

Кеплер был также опытным астрологом и составил гороскопы многих влиятельных людей. Он немного стыдился этого, но объяснял, что это было необходимо для того, чтобы поддерживать к себе интерес власть имущих — людей, которые могли обеспечить ему поддержку и защиту в те беспокойные времена. И Кеплер, вероятно, был в этом прав, поскольку времена  действительно были очень беспокойные. Также он написал великолепный  научно-фантастический рассказ о путешествии на Луну,  который, однако, был опубликован только после его смерти. Возможно, Кеплер  стыдился и этого.

Религиозные волнения заставили его уехать из города, где он был профессором, и перебраться в Прагу, где молодой  астроном присоединился к Тихо Браге. Когда вскоре после этого Тихо Браге умер, Кеплер унаследовал его место. Теперь в его  распоряжении оказались все великолепные  наблюдения небесных тел, которые проводил Браге, и Кеплер с энтузиазмом взялся за них. Однако эти наблюдения были не  только настолько хороши, что неточная теория Птолемея к ним не подходила, — они были также слишком хороши, чтобы  соответствовать теории Коперника, которая тоже  оказалась недостаточно хороша.

Как Кеплер ни пытался расположить  деферент и эпициклы, он просто не мог  заставить свою вычисленную кривую  соответствовать положению Марса, определенному Тихо. Поэтому он вынужден был сделать смелый и решительный шаг — шаг,  который в чем-то был даже более смелым, чем тот, который сделал Коперник. Кеплер  полностью порвал с греками!

Он отказался от окружности. Пусть она и была идеальной кривой, но она не  подходила — и Кеплер ее отбросил. На самом деле сам Тихо Браге тоже думал о том, что его комета могла двигаться по некруговой орбите. Однако в то время кометы не  считались достойными уважения небесными  телами. От Кеплера потребовалась немалая смелость, чтобы отказаться от кругов для самих планет. Он начал искать  какую-нибудь кривую, которая бы лучше, чем  окружность, объясняла планетные движения. Сначала он проверил яйцевидную орбиту, но она не подошла. Затем он проверил  эллипс — нечто вроде сплющенного круга.

Центр круга находится на равном  расстоянии ото всех точек, расположенных на  окружности. Это значит, что если вы начнете от центра и проведете прямую к любой  точке на окружности и обратно, то всякий раз пройдете одинаковое расстояние. Эллипс немного отличается от  окружности. В нем существуют две точки,  называемые фокусами. Если вы начнете  отсчет из одного фокуса и будете двигаться по прямой к любой точке на границе  эллипса, а потом по прямой обратно не к  начальной точке, а ко второму фокусу, то пройденное расстояние всегда будет  одинаковым.

Линия, проходящая через эллипс по двум фокусам, является наибольшим  диаметром, который можно провести через данный эллипс. Это — большая ось.  Линия, перпендикулярная большой оси и  проходящая точно посередине между двумя фокусами, — это наименьший диаметр, или малая ось. Место, где эти две оси  пересекаются, — центр эллипса. Два фокуса  расположены по обеим сторонам от центра и на равных расстояниях от него.

Эллипс может быть широким и почти  круглым или узким, сигарообразным. Чем  сильнее сплюснут эллипс, тем он более  эксцентричен, то есть два фокуса сильнее удалены от центра. (Как вы помните, слово  «эксцентричный» происходит от греческого слова,  означающего «вне центра».)

Одним из способов расчета  эксцентриситета эллипса является измерение расстояния между фокусами, которое затем делится на длину большой оси. Круг можно  рассматривать как эллипс, в котором два фокуса  оказались настолько близки друг к другу, что совпали друг с другом и с центром.  Следовательно, в круге расстояние между  фокусами равно нулю. Поскольку нуль, деленный на любое число, равен нулю, то  эксцентриситет круга равен нулю. С другой стороны, когда эллипс  становится очень уплощенным, расстояние  между фокусами все сильнее приближается к полной длине большой оси. Другими  словами, эксцентриситет приближается к 1.  Короче, эллипс может иметь эксцентриситет от 0 до 1.

Кеплер попробовал эллипс в качестве кривой, соответствующей движению Maрса, — и, о чудо! — был найден эллипс,  который полностью ему соответствовал. Он оказался довольно округлым, с  эксцентриситетом всего в 0,093, так что был почти окружностью. Кеплер обнаружил, что  должен поместить Солнце в один из фокусов эллипса; такой эксцентриситет означал, что Солнце находилось примерно на одной  десятой расстояния от центра к одному ее краю и дальше от другого.

Затем Кеплер проверил эллипсы в  качестве орбит других планет. Он нашел  эллипсы, которые подходили для каждой, и всякий раз Солнце размещалось в одном из фокусов. Эксцентриситеты других орбит, за одним исключением, были меньше, чем у орбиты Марса. Эксцентриситет орбиты  Земли был всего 0,017, а орбита Венеры в  конце концов оказалась почти круглой. Эксцентриситет ее орбиты составил всего 0,007.

Единственная планетарная орбита,  которая оказалась по-настоящему кривой, была орбита Меркурия. Ее эллипс имел  эксцентриситет в 0,206. И это было важным  моментом. Коперник, упорно державшийся за круги, был вынужден дать Меркурию  деферент и четыре эпицикла — больше, чем для всех остальных планет.

Как только Кеплер переключился с  окружностей на эллипсы, он обнаружил, что  больше не нуждается в эпициклах. Ни в едином! Каждая планета могла совершать свое движение вокруг Солнца, а Луна могла двигаться вокруг Земли, и все объяснялось одной  эллиптической кривой. К счастью, только что были изобретены логарифмы, и это очень  облегчило проведение сложных вычислений. На самом деле, то, что Птолемей проделывал со своими эпициклами на эпициклах, было  попыткой найти сочетание кривых, которые бы в конце концов дали эллипс. (Птолемей,  конечно, этого не осознавал — и в этом ему  повезло, потому что как математик он понял бы, что никакая комбинация окружностей не  может дать эллипс.)

В 1609 г. Кеплер объявил миру то, что с тех пор называется первым законом  Кеплера: «Каждая планета движется вокруг Солнца но эллиптической орбите, причем Солнце находится в одном из фокусов  эллипса».

В той же книге появился и второй закон Кеплера: «Линия, соединяющая планету с Солнцем, будет проходить через равные  площади за равные промежутки времени  вращения планеты по орбите».

Второй закон означал, что чем ближе планета находится к Солнцу, тем быстрее она движется, в соответствии со строгим  математическим правилом.

Позже, в 1638 г., английский астроном Джеримайя Хоррокс доказал, что движение Луны можно объяснить таким же образом. Она двигалась вокруг Земли по эллипсу, а Земля находилась в одном из фокусов. (В тот момент Хорроксу было всего девятнадцать, и он умер два года спустя, в возрасте двадцати одного года.)

Эти два закона хорошо объясняли  изменения размера и скорости Солнца и Луны при их движении на фоне звезд. Когда  Земля находилась в точке орбиты напротив фокуса, занимаемого Солнцем, она  оказывалась к Солнцу ближе, чем в других точках. В это время Солнце казалось самым  большим, и Земля двигалась по орбите быстрее всего (так что казалось, что Солнце быстро движется относительно звезд). Когда Земля находилась на другой стороне орбиты, у пустого фокуса, она оказывалась от Солнца дальше на величину, равную расстоянию между фокусами. Теперь Солнце казалось самым маленьким, и Земля двигалась  медленнее всего.

Самое близкое приближение Земли к  Солнцу называется перигелием (к Солнцу), а  самая дальняя точка — афелием (от Солнца). Оба слова произошли из греческого языка. На орбите Луны вокруг Земли есть точка, ближайшая к Земле (перигей), и самая  дальняя (апогей). Ее кажущееся изменение в  размере и скорости может быть объяснено так же, как изменения в Солнце.

Десять лет спустя Кеплер написал еще одну книгу, которая была посвящена в  основном мистическим теориям. Однако в ней содержался третий закон Кеплера, который показывал, что время, которое требуется планете для завершения одного полного  оборота на своей орбите, по очень простому математическому правилу зависит от ее  расстояния до Солнца.

Эллиптические орбиты Кеплера наконец устранили небесные сферы и доказали, что Бруно в отношении них не ошибался. За это Кеплера не сожгли, но и у него были  неприятности. Его покровитель, император  Рудольф, был свергнут, и в Германии началась долгая и страшная религиозная война  (Тридцатилетняя война). Кеплер как протестант оказался на стороне проигрывающих — по крайней мере в течение первой половины  войны, так что ему угрожала опасность. Его мать арестовали как ведьму, и, хотя ее в конце  концов отпустили, она почти сразу же после  этого умерла от потрясения.

Все это время Кеплер пытался работать, сначала над большим трактатом по  астрономии, который ему пришлось забросить,  затем над новыми таблицами положения и движения небесных тел. Они составлялись на основе наблюдений Тихо Браге и  собственных теорий Кеплера относительно эллиптических орбит. Кеплер назвал их «Рудольфовыми таблицами» в честь  своего прежнего покровителя-императора. Они оказались лучшими в мире и были  опубликованы в 1627 г. Сам Кеплер умер три года спустя, в 1630 г.

Законы Кеплера упростили  математическую часть системы Коперника до такой степени, что система Птолемея больше не  могла с ней конкурировать. И теперь появился последний и самый влиятельный из всех сторонников Коперника, который увлек за собой всех. Дело в том, что у него в руках было оружие, навсегда уничтожившее идеи Птолемея, — телескоп. Это единственное устройство сделало устаревшими все  превосходные приборы Тихо Браге. После смерти Тихо ими больше никогда не пользовались и со временем просто сожгли.

Глава 5

ТЕЛЕСКОП РЕШАЕТ

ОХРАНА ПРОВАЛИЛАСЬ!

В 1608 г. голландский изготовитель очков, которого звали Ганс Липперши, обнаружил, что если две линзы определенного типа  поместить на противоположные концы пустой трубки, а потом поднести трубку к глазам, то покажется, будто далекие предметы стали близкими (а еще они были видны вверх  ногами). Согласно одной истории, молодой  подмастерье Липперши тратил время, играя с линзами, над которыми ему следовало  работать, и первым обнаружил этот факт.  Наверное, иногда полезно тратить время зря.

Как бы то ни было, Липперши отправился к голландскому правительству, чтобы  получить патент: он хотел продавать свои трубки как новинку и заработать деньги так, чтобы больше никто не смог испортить ему сбыт. Голландское правительство отказало ему,  поскольку не хотело, чтобы такие трубки  попали в руки населения. Оно еще не закончило войну за независимость, которую вело с Испанией, и постоянно ожидало возобновления военных действий. Трубка, которая могла  заставить далекие предметы казаться близкими, была бы великолепной военной тайной. Липперши было приказано продолжать попытки усовершенствования трубки, после чего его проект был строго засекречен.

Однако было уже слишком поздно! Слухи о голландской увеличительной трубе  распространились по всей Европе. В Италии в то  время жил ведущий европейский ученый, и он  тоже о ней услышал. Его звали Галилео Галилей.

Галилей уже проделал выдающуюся  работу в области физики. Когда ему было всего семнадцать лет, он открыл принцип маятника, когда наблюдал за тем, как  раскачивается люстра в Пизанском соборе (хотя ему следовало бы слушать мессу).

Это сделало возможным изготовление  маятника и в конечном счете вызвало  революцию в механике измерения времени.

Он также подорвал авторитет Аристотеля в одном очень важном направлении.  Аристотель утверждал, что тяжелые предметы  падают быстрее легких, но он никогда не  проводил экспериментов, чтобы проверить, так ли это. Галилей это сделал. Он убедился, что предметы падают с одинаковой скоростью, каким бы ни был их вес (если только они не были настолько легкими, что их удерживало сопротивление воздуха).

Затем он наглядно доказал свое  утверждение, забравшись на вершину падающей Пизанской башни с двумя пушечными ядрами — одно было деревянным, а второе —  чугунным. Чугунное было конечно же намного  тяжелее. На глазах множества ученых  профессоров и простого народа он столкнул оба ядра с парапета. Они полетели вниз и — бах! — ударились о землю одновременно.

(На самом деле историки настаивают на том, что это сделал не Галилей, а кто-то  другой и на несколько лет раньше. Однако эта история настолько характерна для Галилея, что я все равно ее рассказываю. И Галилей на самом деле проводил другие эксперименты — возможно, менее наглядные, — которые  доказывали то же самое, так что ему все равно принадлежит честь ниспровергателя  Аристотелевых взглядов.)

Аристотелева система физики так и не оправилась после этого, но у Галилея тоже начались неприятности. Профессора не  любят, чтобы их выставляли дураками, а  Галилей любил иронизировать по адресу тех, кого он разоблачил. Ему пришлось уехать из Пизы. Галилей получил лучшее место в другом городе, но и там ему предстояло  попасть в неприятности из-за его сарказма.

И вот этот Галилей услышал разговоры о трубке, которая заставляла далекие вещи казаться близкими. Он начал собственные эксперименты с линзами и уже через  полгода изготовил трубку, которая была лучше тех, что делал Липперши. Вот вам и  секретность!

Эта трубка получила название  «телескоп»: слово это происходит от греческого «далекое видение».

Почти сразу же Галилей, который был  сторонником саморекламы и очень умело ее  проводил, сделал телескоп широко известным. Он отправился в Венецию, которая в те дни была крупнейшим морским портом, и там поднял телескоп на верх самого высокого здания,  заставив всех лучших людей города, серьезных старых купцов, пыхтеть, поднимаясь вверх по лестнице. Там они могли посмотреть в  трубку и увидеть корабли, находившиеся  настолько далеко, что требовалось два часа, чтобы они приблизились к городу так близко, что становились видны невооруженным глазом.

А затем Галилей начал публиковать  нечто вроде газеты, которая называлась «Сидериус нунциус», или «Звездный вестник», в которой рассказал сначала об  изобретении телескопа, а затем — о различных  вещах, которые он в него видел.

Ибо он совершил с телескопом великую вещь. Изобретение не интересовало его в  качестве боевого оружия или помощника  торговли. Он обратил его на небо!

ЛУНЫ ЮПИТЕРА

Почти сразу же Аристотель и Птолемей потерпели новое поражение. Первым  объектом, на который Галилей навел свой телескоп, была Луна. Он увидел ее в десять раз большей, чем она представлялась  невооруженному глазу, а затем смог создать  телескопы, которые увеличивали предметы в двадцать раз. С таким увеличением он  открыл на Луне горы и кратеры.  Следовательно, Луна, хотя и была небесным объектом, оказалась такой же несовершенной, как Земля. Она оказалась даже менее  совершенной, потому что ее поверхность была еще более неровной и грубой, чем у нашей  планеты (еще одно потрясение для тех, кто  считал небеса безупречными потому, что так  утверждал Аристотель).

Галилей посмотрел на Млечный Путь и обнаружил, что это не просто  полупрозрачное облако. Он состоял из несчетных  миллионов звезд, таких многочисленных и далеких, что невооруженному глазу они представлялись просто белой дымкой.  Больше того, по всему небу он обнаружил  звезды, которых не было видно невооруженным глазом. На самом деле этих тусклых звезд оказалось намного больше, чем тех, которые были достаточно яркими, чтобы их было видно без телескопа.

Когда начался новый год, Галилей  обнаружил нечто такое, что изумило мир. 7  января 1610 г. он направил свой телескоп на Юпитер. Планета увеличилась до  небольшого шарика. Звезды этого не делали. Даже в самых современных телескопах они  остаются всего лишь светящимися точками.

Что сразу же поразило Галилея, так это то, что около Юпитера он увидел три  маленьких звезды (а следующей ночью — уже четыре). Галилей наблюдал за ними каждую ночь, и вскоре стало ясно, что они  вращаются вокруг Юпитера.

Вокруг Юпитера двигалось четыре  маленьких луны, точно так же, как наша Луна  движется вокруг Земли.

Это стало доказательством того, что в  одном отношении Аристотель и Птолемей  определенно ошиблись. Они утверждали, что все, что находится на небесах, вращается вокруг Земли. Но несмотря на то, что можно было говорить о Луне, Солнце и планетах, вокруг Юпитера вращались четыре маленьких  небесных тела!

Галилей назвал их «звездами Медичи», в честь Козимо Медичи II, великого герцога Тосканского, у которого он надеялся получить (и позже получил) место. Однако  позднейшие поколения решили, что это  прославляет не того человека, который этого заслужил. Когда о новых телах услышал Кеплер, он назвал их сателлитами (от  латинского слова, обозначающего личных слуг важного человека). Четыре луны Юпитера, когда о них упоминается как о группе,  называются в наши дни Галилеевыми лунами.

В русском языке используется не слово «сателлит», а слово «спутник», и им  обозначают любое небесное тело (даже  искусственное), которое вращается вокруг планеты.Спутники движутся вместе с планетой,  другими словами — сопровождают ее во время ее движения вокруг Солнца. Луна — это  спутник Земли. Спутники можно называть «лунами», и это часто делается» однако проще  употреблять слово «спутник», а слово «луна» оставить за собственным спутником Земли.

Галилеевы луны — довольно крупные объекты. Два спутника, находящиеся ближе всего к Юпитеру, почти такие же большие, как наша Луна (порядка 300 000 километров в диаметре). Два внешних на самом деле крупнее нашей Луны, и даже больше  планеты Меркурий.

Спутники Юпитера получили имена  персонажей, которые в греческой мифологии были тесно связаны с Юпитером (Зевсом). Это сделал немецкий астроном Симон  Марий, открывший эти спутники всего на один день (!) позже Галилея. Спутник,  находящийся ближе всего к Юпитеру, называется Ио, дальше идут Европа, Ганимед (самый крупный) и Каллисто. Иногда их называют цифрами: Юпитер I, Юпитер II, Юпитер III и Юпитер IV.

В 1611 г. Галилей отправился со своим телескопом в Рим и позволил людям, в том числе и церковным иерархам, смотреть в него. Они были изумлены, и на многих это произвело хорошее впечатление. Однако некоторые решительно возражали, исходя из принципов астрологии. Они говорили, что, раз эти новые объекты человек не может видеть без специальной трубы, значит, с момента создания мира они влияли на жизнь людей, хотя те об этом не знали. Они говорили, что Бог не был бы  настолько несправедлив, чтобы допустить подобное положение. Следовательно, он не стал бы создавать Юпитеру невидимые спутники, а значит, их там и нет.

Когда Галилей предложил им посмотреть в телескоп и увидеть все самим, они отказались.

С подобной позицией спорить  невозможно, однако Галилей не мог не смеяться над этими упрямыми дураками — и,  естественно, нажил себе множество новых врагов.

Однако Галилеев «Звездный вестник» с энтузиазмом встречали по всей Европе, и  телескопы входили в моду. В Германии  Кеплер получил от Галилея телескоп (Кеплер как раз опубликовал книгу со своими  первыми двумя законами) и начал наблюдать за небом — насколько ему позволяло его  плохое зрение. Он также улучшил конструкцию телескопа и начал научное изучение работы линз. На самом деле он основал науку  оптику. Другие астрономы тоже получали  телескопы или сами их изготавливали.

ФАЗЫ ВЕНЕРЫ

Галилей на этом не остановился. Он дал солнечному свету пройти через телескоп,  отбрасывая изображение на белый экран (поначалу он попробовал смотреть на само  Солнце и чуть не ослеп). Таким образом он  увидел на Солнце пятна! Это не было  настоящим открытием, потому что бывают такие моменты, когда пятна на Солнце так  велики, что их можно увидеть невооруженным глазом. Однако такое случалось очень  редко, и люди, которые их видели, решали, что им это кажется из-за того, что Солнце  слепит глаза.

Однако между 1610-м и 1612 гг. Галилей с помощью телескопа увидел  многочисленные пятна и тщательно их описал. Он  заметил, что они движутся но Солнцу, и заявил, что Солнце, как и Земля, вращается вокруг своей оси.

Это было самой дурной вестью для  сторонников системы Птолемея. Из всех идеальных небесных тел Солнце, конечно, было самым главным. Однако некий Галилей утверждает, будто на его поверхности есть пятна, кляксы и дефекты! Не может быть! Он, конечно, пользуется плохими линзами. Или, может быть, это дьявол вводит его в заблуждение.

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.

Однако эти параллаксы были все-таки не настолько малы, чтобы их нельзя было  измерить. Конечно, к 1838 г. ни одному  астроному и в голову не приходило усомниться в системе Коперника. Однако если бы кто- то все-таки усомнился, то окончательным доказательством того, что Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот, стал бы тот факт, что некоторые звезды меняют свое положение, отклоняясь в течение полугода в одну сторону, а потом в течение  следующего полугода в обратную. Этот факт  убедил бы даже Тихо Браге.

Телескоп также продолжал увеличивать Солнечную систему, делая возможность  открывать новые небесные тела в ее пределах. Мы теперь называем эту систему Солнечной потому, что в ее центре находится Солнце и вся она как бы ему принадлежит. Всю  систему, включая и Землю, можно представить себе как царство Солнца.

В попытках получить все большее  увеличение телескопы становились такими  длинными, что в конце концов их стали  изготавливать без труб. Линзы подвешивались в воздухе в определенных местах. Такие  телескопы назывались воздушными. Однако чем длиннее становились такие телескопы, тем труднее было с их помощью найти какую-то определенную звезду или планету.

Голландский астроном Христиан Гюйгенс в 1655 г. изучал с помощью телескопа Сатурн и обнаружил, что его окружает сверкающее кольцо, которое вращается вдоль экватора планеты, не прикасаясь к ней. Это явление за сорок лет до этого едва не обнаружил  Галилей. В тот же год Гюйгенс также открыл крупный спутник, вращающийся вокруг  Сатурна. Он оказался не таким большим, как два самых крупных спутника Юпитера, но все равно крупнее нашей Луны. Гюйгенс  назвал его Титаном за его размер, потому что титанами звались мощные гиганты, которых древние греческие мифы связывали с  Сатурном (Кроном).