Колин Стюарт - Вселенная на ладони

• Название: Вселенная на ладони
• Автор: Колин Стюарт
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2019
• ISBN: 978-5-04-099305-5

Перед вами путеводитель по Вселенной! Совершите невероятное путешествие через все основные астрономические открытия, от древних цивилизаций до современных наблюдений за гравитационными волнами, предсказанными Эйнштейном более 100 лет назад. Интересный увлекательный рассказ о нашей Вселенной через основные астрономические законы и открытия.

---

Для решения этих споров, однако, не было необходимых доказательств, которые могли раз и навсегда подтвердить, живем мы в геоцентрической или гелиоцентрической Вселенной. Однако одному датскому астроному удалось сделать все возможное, чтобы найти выход из этого положения. Он предложил гибридную модель, сочетающую в себе обе системы.

Тихо Браге

Датский астроном Тихо Браге представлял собой воплощение истинного эксцентрика. В течение большей части своей взрослой жизни он щеголял медным носом – в возрасте двадцати лет он утратил кончик своего носа от удара шпаги во время дуэли, затеянной из-за математики. Некоторые историки даже утверждали, что Уильям Шекспир изобразил в образе Гамлета Тихо Браге, а герои Розенкранц и Гильденстерн, конечно, позаимствовали свои имена у двоюродных братьев Браге. Возможно даже, что вся драма «Гамлет» является разработкой аллегории битвы между геоцентрической и гелиоцентрической моделями Вселенной, где герой Клавдий назван по имени Клавдия Птолемея.

Но что мы знаем наверняка, так это то, что истинной страстью Браге была астрономия, и именно в ней он достиг подлинного величия. Браге выполнил более точные измерения параметров небесной сферы по сравнению со всеми, кто это делал до него. Датский король подарил ему маленький остров Гвен (теперь часть Швеции) вместе с большой суммой денег для строительства гигантской астрономической обсерватории, которую следовало соорудить на этом острове. Браге назвал обсерваторию Ураниборгом, что значит «Замок Урании» – дочери Зевса и музы астрономии.

Социальный календарь в Ураниборге был почти также примечателен, как производившиеся в ней астрономические наблюдения. Браге нанял шута – карлика по имени Джепп, который имел обыкновение прятаться под столами и выпрыгивать оттуда, удивляя гостей. Он также содержал у себя при обсерватории прирученного лося, который плохо кончил, когда, сделав глоток из открытого бочонка с пивом, отравился и, упав замертво, скатился вниз по лестнице. Браге ожидала такая же несчастная участь. Участвуя на банкете с обильным пиршеством в Праге в 1601 году, он отказался покинуть застолье, чтобы сходить в туалет, несмотря на то, что потребил огромное количество алкоголя. Он скончался одиннадцать дней спустя от уремии – болезни, связанной с чрезмерной концентрацией мочевины в крови. У него попросту разорвался мочевой пузырь.

Однако до своей безвременной кончины в пятьдесят четыре года, работая в Уринборге, Браге тщательно описал движения звезд и планет, используя секстанты и квадранты – механические инструменты, с помощью которых проводились измерения углов между небесными телами. Многие его измерения достигали точности в 1/60 часть градуса. Это привело его к компромиссу между геоцентрической и гелиоцентрической моделями. Он не мог заставить себя поверить в то, что нечто столь громоздкое и огромное, как Земля, движется, поэтому в его гео-гелиоцентрической модели Вселенной Солнце и Луна вращались вокруг Земли, а уже планеты – вокруг Солнца. Подобно птолемеевским эпициклам, именно это являлось причиной ретроградного движения планет.

Тихо Браге создал гибридную модель Вселенной, в рамках которой Земля все еще занимает центральное положение, но некоторые планеты вращаются вокруг Солнца

По крайней мере, на бумаге. Между тем убедительных доказательств, которые позволили бы с уверенностью утверждать, какая из трех моделей – Птолемея, Коперника или Тихо Браге – правильно описывала реальное положение дел во Вселенной, в которой мы живем, все еще не существовало. Но через какое-то время один голландский мастер, изготовитель очков, сделал случайное открытие, которое навсегда изменило астрономию.

Изобретение телескопа

Вплоть до этого времени все астрономические наблюдения проводились невооруженным глазом, а также при помощи секстантов и квадрантов. Однако в 1608 году голландец Ханс Липпершей создал первый в мире телескоп, подав заявку на патент на устройство «для рассматривания вещей и предметов, находящихся вдали, но так, как будто они находятся вблизи». Остается неясным, был ли он на самом деле первым, кто соорудил такой инструмент, но история часто приписывает ему это открытие. Многие прорывные открытия в истории науки, такие, например, как момент, заставивший Архимеда вскрикнуть «Эврика!», или ньютоновское падение яблока, сопровождаются рассказами о внезапном озарении – историями, которые носят скорее апокрифический характер. Изобретение телескопа не исключение.

Рассказывают, что миг озарения Липпершея наступил, когда он увидел, как двое детей играют с коробкой старых линз в его мастерской. Оказалось, что если смотреть на находящийся вдалеке флюгер через две линзы одновременно, то объект, на который смотрят, внезапно начинает казаться значительно больше. Учитывая этот эффект, Липпершей сконструировал устройство, которое могло увеличивать видимый размер объектов в три раза. Несколько лет спустя греческий ученый Джованни Демисиани назвал это новое изобретение «телескопом» от греческого слова «далекий» и «смотреть» или «видеть».

Но раскрыть истинный потенциал нового изобретения удалось итальянскому математику, в результате чего была опровергнута очень старая идея.

Галилей и его наблюдения с помощью телескопа

В 1608 году итальянский ученый Галилео Галилей работал в Падуе, занимаясь преподаванием в местном университете. Во время своего путешествия в Венецию он столкнулся с экземпляром недавно изобретенного голландского устройства, как лесной пожар распространявшегося по всей Европе. Он взялся усовершенствовать это изобретение, и очень скоро появился телескоп с увеличением в восемь раз (по сравнению с первоначальным увеличением в три раза, которого достиг Липпершей). Вскоре он сконструировал устройство, способное давать увеличение более чем в тридцать раз.

Очень скоро Галилею стало ясно, что мы живем совсем не в геоцентрической Вселенной. Птолемей ошибался. Седьмого января 1609 года ученый направил свой телескоп в сторону Юпитера и увидел три маленьких небесных объекта вокруг планеты. В течение недели он обнаружил и четвертый объект. Сегодня четыре крупнейших спутника Юпитера получили прозвище «галилеевых спутников», названных так в честь самого Галилея. В данном случае были обнаружены четыре небесных тела, которые совершенно очевидно не вращались ни вокруг Земли, ни вокруг Солнца.

Решающий довод был получен в сентябре 1610 года, когда Галилей увидел, что у Венеры, точно так же, как и у Луны, имеются фазы. Иногда она выглядела как «полный шар», а в другое время как полумесяц. Размеры Венеры также менялись, как будто иногда она становилась ближе к нам, а затем отдалялась. Если бы оба небесных тела – и Венера, и Солнце, вращались вокруг Земли, как предполагал Птолемей, мы никогда не узнали бы, что у Венеры есть свои фазы. Система Птолемея не позволяет Венере занимать положение между Землей и Солнцем, – построение, которое должны принять планеты, чтобы мы могли увидеть фазы Венеры. В рамках гео-гелиоцентрической системы Тихо Браге и системы Коперника, когда Венера располагается между нами и Солнцем, мы едва ли можем видеть ее освещенной, так как большая часть солнечного света падает на противоположную сторону этой планеты. Повернутая к нам сторона планеты полностью залита светом тогда, когда она находится на самом большом расстоянии от нас.

Именно в этом и состояло доказательство, которое наконец-то опровергло древнюю птолемеевскую геоцентрическую модель Вселенной. Однако переход на сторону гелиоцентризма все еще грозил большими неприятностями. Когда Галилей привел доводы в пользу системы Коперника, он вызвал волну гнева со стороны духовенства. Те выступали за систему Тихо Браге, так как она позволяла, с одной стороны, объяснить существование фаз Венеры и в то же время отвечала потребностям религии в идее центрального положения Земли. В 1616 году святая инквизиция объявила идею гелиоцентризма как прямое противопоставление Священному Писанию. А в 1633 году начался суд над Галилеем, которого объявили виновным в ереси. В качестве наказания ученого приговорили к пожизненному домашнему аресту. Галилей провел эти годы за написанием важных книг, посвященных менее противоречивым областям науки, и в 1642 году умер в возрасте семидесяти семи лет. В конце концов церковь была вынуждена оправдать Галилея, но произошло это только в 1992 году!

Галилей также занимался рисованием лунных гор и использовал длину их теней для определения их высоты. Его находки открыли миру лунные горы с более высокими вершинами, чем кто-либо мог ожидать. Будучи первым, кто увидел кольца Сатурна, он описал их как «уши», выпячивающиеся по обеим сторонам планеты. Ему удалось даже увидеть пятна на поверхности Солнца и обнаружить, что наш Млечный Путь представляет собой не просто газообразное облако, а плотное скопление звезд.