Царство Солнца. От Птолемея до Эйнштейна
Шрифт:
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.
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?