Краткая история Вселенной
Шрифт:
Тихо Браге
Однако приверженность Тихо Браге к устаревшей модели мира совсем не означает, что он избегал новых знаний о небе. Совсем напротив! Создатели моделей мироздания от Пифагора до Коперника описывали орбиты всех небесных тел как окружности. Тихо Браге, наблюдая за движением комет, обнаружил, что орбиты большинства из них далеко не круговые, а сильно вытянутые, то есть эллиптические. Более того: если некоторые прежние астрономы утверждали, что кометы перемещаются в земной атмосфере или по орбитам между Землей и Луной, то Тихо Браге доказал, что кометы являются такими же небесными телами, как Луна и другие планеты. Кроме того, Тихо Браге составил звездный каталог, в котором насчитывалось 788 звезд. Он измерял положения Марса около 20 лет, в течение которых красная планета сделала 10 оборотов вокруг Солнца.
Гео-гелиоцентрическая модель мира Тихо Браге
Тихо Браге с полным основанием можно назвать небожителем – ведь он большую часть жизни проводил в «Небесном замке». Так переводится на русский язык название обсерватории Ураниборг. Обсерватория была оснащена великолепными астрономическими инструментами. Для хранения своих квадрантов и армиллярных сфер Тихо Браге оборудовал специальный подвал в новой обсерватории Стьернеборг – Звездный замок.
Инструменты Ураниборга отличались высокой точностью измерений. Чем определяется точность измерения? Попробуйте измерить длину и ширину вашего стола. Сначала проведите измерения линейкой длиной в 15–20 сантиметров. Потом возьмите рулетку, длина которой может быть от 3 до 10 метров. Сравните результаты измерений – и вы убедитесь: чем больше размеры инструмента, тем точнее измерения. Квадранты Тихо Браге имели радиусы в 42, 64, 167 и 194 см, секстант – радиус 155 см, диаметр кольца «экваториальной армиллы» – 350 см. Небесный глобус из латуни имел диаметр 149 см. Сохранилась гравюра, где изображен сам астроном, работающий на шестиметровом стенном квадранте!
Обсерватория Тихо Браге
Благодаря прекрасному оборудованию Тихо Браге удалось повысить точность небесных измерений в 50 раз. Для «дотелескопической» астрономии это была предельно достижимая точность. Но чтобы добиться таких результатов, нужен был и особый характер астронома. Тихо Браге был чрезвычайно педантичен и требователен к сотрудникам. Работал он не зная усталости. В наше время таких людей называют трудоголиками. Отстаивая в научных дискуссиях истину, Тихо Браге умел действовать не только логикой, но и шпагой, считая этот аргумент наиболее убедительным. Напоминанием об одной такой дискуссии был для астронома самодельный протез носа и многочисленные шрамы…
«Колумб небесной сферы»
Великий немецкий астроном Иоганн Кеплер (1571–1630) – коллега, ученик и последователь Тихо Браге. Кеплер пришел к выводу, что орбиты планет не являются, строго говоря, окружностями. Все планеты обращаются вокруг Солнца по эллиптическим орбитам. Земля тоже описывает эллипс. В отличие от окружности, имеющей один центр, у эллипса вместо него два фокуса. В одном из фокусов каждой планетной орбиты находится Солнце. В этом и заключается первый закон Кеплера. Второй закон говорит о том, что скорость планеты тем больше, чем ближе к Солнцу она проходит. В третьем законе установлена строгая математическая зависимость периода обращения планет от расстояния до Солнца.
Иоганн Кеплер
Кеплер, как и многие его коллеги и современники, в своей работе не ограничивался астрономическими наблюдениями и вычислениями. К этому времени в Нидерландах и некоторых европейских странах стали появляться первые оптические инструменты для наблюдения удаленных предметов, так называемые «перспективы» (слово «телескоп» было введено в употребление позже). Это был серьезный научный и технологический прорыв. Но создавались эти приборы чисто опытным путем, как говорится, «методом тыка». Кеплер первым дал строгое математическое обоснование телескопов. Для этого ему пришлось вторгнуться в, казалось бы, далекую от астрономии область знаний – анатомию человека. Его интересовал орган зрения – глаз. Кеплер рассматривал глаз как оптический прибор. Именно с этих позиций он сделал подробное описание анатомического строения глаза и действия очковых линз. В книге Кеплера «Диоптрика, или доказательство того, как становится видимым изображение с помощью недавно изобретенной зрительной трубы» приводится схема предлагаемого им телескопа из двух двояковыпуклых линз. Иоганн Кеплер был, наверное, последним в Европе астрономом, работавшим без телескопа.
Астрономия того времени (наши современные ученые называют его эпохой гигантов) сводилась фактически к астрометрии – измерению угловых расстояний на небесной сфере. Надо отдать должное мастеровым людям, которые делали угломерные инструменты – квадранты. Их приборы отличались большой точностью и тщательностью отделки. Для их изготовления использовались бронза, латунь, ценные сорта дерева. Большая точность измерений требовала и больших размеров инструментов. Все это обходилось очень дорого, но ученые-подвижники отказывали себе во всем ради возможности добывать научную истину.
Первый закон И. Кеплера
Кеплер был истинным подвижником. Преследуемый религиозными фанатиками, он переезжал из страны в страну. За 20 лет работы в императорской обсерватории получил одно-единственное годовое жалованье. Испытывая неимоверные трудности из-за дефекта зрения (Кеплер страдал близорукостью), проводил точнейшие измерения. Основные труды Кеплера – «Гармония мира» и «Очерки коперниканской астрономии». Книга «Очерки…» стала фактически новым учебником астрономии.
Второй закон И. Кеплера
Девизом Кеплера были слова: «Бездеятельность – смерть для философии: так будем же жить и трудиться». И он трудился, не зная предела своим возможностям. «Всю жизнь свою занимавшийся математической астрономией, он то и дело сочиняет стихи, а под старость пишет астрономический роман о жителях Луны с целью распространить астрономические понятия в народной массе… Он интересуется всем… Увидев измерение винных бочек, он пишет целый трактат по чистой геометрии; узнав об изобретении логарифмов, он тотчас же обрабатывает их теорию и составляет таблицы… Он не искал от людей ни почестей, ни похвал, – писал о Кеплере его биограф Е. А. Предтеченский. – По словам Брюстера, его поиски на небе имеют большое сходство с поисками Колумба на Земле».
«Однако ж прав упрямый Галилей»
Казнь Джордано Бруно не остановила дальнейшее развитие учения о гелиоцентрической системе и множественности миров. В Италии убежденным сторонником Коперника был астроном и физик Галилео Галилей (1564–1642 гг.), профессор математики и астрономии Пизанского, а позже – Падуанского и Флорентийского университетов. В отличие от своих предшественников, Галилей располагал прекрасным оптическим прибором для изучения небесных тел – телескопом. В то время он назывался «перспективой».