Книга: Царство Солнца. От Птолемея до Эйнштейна

ИЗМЕНЕНИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

ИЗМЕНЕНИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Тихо Браге также опроверг Аристотеля в еще одном очень важном вопросе. В 1577 г. на небе появилась комета, и Тихо взялся за определение ее расстояния от Земли. Он сделал это, используя принцип  параллакса.

Это название дано явлению, в  результате которого положение близких предметов относительно предметов удаленных видимо меняется, если изменяется само место  наблюдения. Например: поднимите палец на  расстоянии примерно тридцати сантиметров от лица, закройте левый глаз и засеките  положение пальца относительно какого-нибудь более далекого предмета, например стены или  дерева. Затем, не сдвигая палец и голову,  откройте левый глаз и закройте правый. Обратите внимание на то, как изменилось видимое  положение вашего пальца. Положение меняется потому, что зрачки ваших глаз расположены па расстоянии около шести-семи сантиметров друг от друга, так что, когда вы смотрите  сначала одним глазом, а потом вторым, вы на самом деле изменяете свое место наблюдения на это расстояние.

Теперь проделайте то же самое,  отодвинув палец от глаз на расстояние вытянутой руки. Снова наблюдайте за его положением, закрывая сначала один глаз, а потом —  другой. Палец по-прежнему изменяет свое  положение, но не так сильно! Другими  словами, параллакс уменьшается с увеличением расстояния до объекта. Используя простые тригонометрические формулы, расстояние до предмета может быть измерено, если вы знаете расстояние между двумя точками  наблюдения и размер параллакса.

Конечно, когда предмет находится,  скажем, на расстоянии пятидесяти метров от ваших глаз, его параллакс в сравнении с более удаленными объектами будет слишком мал, чтобы его можно было измерить, если вы полагаетесь на систему попеременного закрывания глаз. В этом случае вам  понадобится более значительное изменение точки наблюдения. Вы должны посмотреть на предмет и заметить его положение  относительно более удаленного объекта. Затем вы отходите в сторону метров на пять —десять и снова отмечаете его положение. При таком у «сличении базиса эффект параллакса  увеличится настолько, что его будет легко  измерить.

Принцип параллакса можно  использовать, чтобы вычислить расстояние до Луны. Например, положение Луны можно  наблюдать на фоне гораздо более удаленных звезд. В то же время ее положение может наблюдать другая группа астрономов из  обсерватории, находящейся в нескольких  сотнях или даже тысячах километров от  первой. Луна на фоне звезд будет занимать несколько иное положение.

Зная расстояние между двумя  обсерваториями (с поправкой на выпуклости земной поверхности) и размер наблюдаемого  параллакса, можно вычислить расстояние до Луны. Птолемей проделал нечто похожее и получил довольно хорошее представление о  расстоянии до Луны. Его данные проверил и  подтвердил Коперник. (Расстояние от Земли до Луны в соответствии с современными  расчетами составляет около 429 900 километров.)

Другие небесные тела находились  настолько далеко от Земли, что параллакс был слишком небольшим, чтобы его можно было измерить, независимо от того, насколько  далеко друг от друга находились  обсерватории. Даже во времена Тихо Браге точное расстояние до небесных тел, за  исключением Луны, оставалось неизвестным, однако к тому времени эти расстояния считались очень большими, измерявшимися  миллионами километров.

Однако когда в 1577 г. на небе появилась комета, Тихо Браге решил, что если  кометы составляют часть земной атмосферы, как то утверждал Аристотель, то они должны находиться к Земле ближе, чем Луна, и  должны проявлять большой параллакс,  который возможно будет измерить.

Любой астроном со времен Птолемея мог бы рассуждать таким же образом и,  заручившись помощью обсерватории,  расположенной на некотором расстоянии от его собственной, мог бы провести эту проверку. Однако никому и в голову не пришло  усомниться в словах Аристотеля.

Однако времена изменились, и Тихо  провел эту проверку. Он договорился измерить параллакс кометы с помощью обсерватории в Праге и обнаружил (возможно, к  собственному удивлению и смущению), что он слишком мал, чтобы его можно было  измерить приборами. Браге мог прийти только к одному выводу. Комета не являлась частью атмосферы. Она должна была бы  находиться по крайней мере втрое дальше, чем Луна,а возможно, и еще дальше. Комета была небесным телом, и Аристотель ошибся  дважды. Ведь комета не только не была частью атмосферы, но и небеса не оставались  неизменными. (И если уж на то пошло, то как такая крошечная штучка, как комета,  пробирается сквозь величественные хрустальные планетные сферы? Неужели сфер не  существует?)

Конечно, ни новые звезды, ни  удаленность комет сами но себе не были  решающими факторами при выборе между Птолемеем и Коперником. Однако, подрывая авторитет Аристотеля, они не могли не усиливать  полиции Коперника но отношению к древним астрономам в целом.

Тихо Браге попытался использовать  параллакс и против Коперника. Он рассуждал так: если бы Земля вращалась вокруг  Солнца, тогда в различные моменты ее  положение было бы различным. Например, в январе она была бы в одной точке, а в июле, полгода спустя, она оказывалась бы но  другую сторону от Солнца, в точке, удаленной от первой на много миллионов километров.

Тогда, если наблюдать звезды сначала в январе, а потом в июле, получится такой громадный базис наблюдения, что у  ближайших звезд должен будет появиться  параллакс относительно более удаленных. Тихо провел необходимые измерения и  обнаружил, что ни у одной из звезд не появляется никакого параллакса. Он счел это доказательством того, что Земля просто не может двигаться вокруг Солнца.

С другой стороны, сторонников  Коперника это не смутило. Они заявили, что  неподвижные звезды находятся настолько далеко, что даже громадный базис, который представляет собой диаметр земной орбиты, не дает такого большого параллакса звезд, чтобы Тихо Браге мог его измерить.  Оказалось, что в этом коперниканцы были правы.

В 1597 г. для Браге наступили тяжелые времена. Он всегда был человеком  заносчивым и склочным, и к тому же потратил очень много королевских денег на свою  обсерваторию. Фредерик II умер, и появился новый король, Кристиан IV, которому не понравилась раздражительность старого  астронома, так что он решил не давать ему денег. Король прекратил всякую  поддержку и вынудил Тихо Браге уехать из Дании.

Тихо перебрался в Прагу, где в 1599 г. его начал финансировать император Священной Римской империи Рудольф II. Тихо прожил еще два года и почти не успел  воспользоваться своими прекрасными приборами. Он умер в ноябре 1601 г. Тем не менее его самые  большие достижения в астрономии относятся именно к этим двум годам: как раз тогда он взял себе в помощники молодого немецкого астронома. Это был Иоганн Кеплер, с  которым Тихо до этого несколько лет  переписывался.

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