Книга: Математика космоса [Как современная наука расшифровывает Вселенную]

* * *

К 1705 году Эдмунд Галлей пошел еще дальше, показав, что по крайней мере одна из комет появляется на ночном небе регулярно. Кометы похожи на планеты: они обращаются по орбитам вокруг Солнца. Они пропадают из виду, когда уходят слишком далеко, и появляются вновь, когда подходят достаточно близко. Почему они отращивают хвосты, а потом вновь их теряют? Галлей не мог уверенно назвать причину, но считал, что это как-то связано с их близостью к Солнцу.

Проникновение в тайны комет, совершенное Галлеем, стало одним из первых крупных открытий в астрономии на базе математических закономерностей, которые открыл Кеплер и заново интерпретировал и обобщил Ньютон. Поскольку планеты движутся по эллипсам, рассуждал Галлей, то почему кометы не могут делать то же самое? Если так, то их движение должно быть периодическим и одна и та же комета должна раз за разом появляться на земных небесах через равные промежутки времени. Закон всемирного тяготения Ньютона позволял немного подправить это утверждение: движение должно быть почти периодическим, но гравитационное притяжение других планет, особенно таких гигантов, как Юпитер и Сатурн, может ускорить или задержать возвращение кометы.

Чтобы проверить эту теорию, Галлей углубился в туманные архивные записи о появлении комет на небе. До изобретения Галилеем телескопа на Земле можно было наблюдать только кометы, видимые невооруженным глазом. Некоторые из них были необычайно яркими и обладали внушительными хвостами. Одну такую комету видел Петер Апиан в 1531 году; другую наблюдал Кеплер в 1607 году; аналогичная комета появлялась и при жизни Галлея, в 1682 году. Промежутки между этими датами составляют 76 и 75 лет. Может быть, все три раза на небе появлялось одно и то же тело? Галлей был убежден в этом и предсказал, что эта комета вновь вернется к Земле в 1758 году.

Он оказался прав, хотя и на грани фола. На Рождество в названном году немецкий астроном-любитель Иоганн Палич заметил в небе слабое размытое пятнышко, которое вскоре обзавелось характерным хвостом. К тому моменту трое французских математиков — Алексис Клеро, Жозеф Лаланд и Николь-Рейн Лепот — провели более тщательный расчет и перенесли предсказанную Галлеем дату наибольшего приближения кометы к Солнцу на 13 апреля. На самом деле это произошло на месяц раньше; как оказалось, возмущения со стороны Юпитера и Сатурна задержали комету на 618 суток.

Галлей умер прежде, чем появилась возможность проверить его предсказание. То, что мы сегодня называем кометой Галлея (комета была названа в его честь в 1759 году), стало первым, помимо планет, телом Солнечной системы, для которого удалось точно установить, что оно обращается вокруг Солнца. Сравнив старые записи с современными расчетами прошлой орбиты этой кометы, ее появления можно проследить до 240 года до нашей эры, когда ее видели в Китае. Следующее ее появление в 164 году до нашей эры было отмечено на вавилонской глиняной табличке. Китайцы видели эту комету снова в 87 году до нашей эры, в 12 году до нашей эры, в 66 году, в 141 году и т. д. Предсказанное Галлеем возвращение кометы было одним из первых по-настоящему новых астрономических предсказаний, основанных на математической теории небесной динамики.