Василий Чистяков - Рассказы об астрономах

Известно, что совпадение периодов вращения Луны вокруг своей оси и обращения ее вокруг Земли ведет к тому, что Луна всегда повернута к Земле одной стороной. Противоположная сторона лунного шара нам полностью не видна. Только иногда вследствие так называемой либрации Луны, сущность которой заключается в том, что Луна, наблюдаемая с Земли, кажется вращающейся вокруг своей оси неравномерно, как бы покачивающейся немного относительно своего среднего положения, область наблюдения увеличивается до 60 % поверхности лунного шара. Заслуга Джованни Кассини заключается в том, что он весьма основательно исследовал все три вида оптической лунной либрации (либрация по долготе, по широте, параллактическая).

В результате многолетних наблюдений Солнца Джованни Кассини составил довольно точные солнечные таблицы и в 1673 году дал описание этого светила. Ученый интересовался также величиной солнечного параллакса, т. е. величиной угла, под которым с Солнца виден экваториальный радиус Земли. С помощью вычисленного параллакса Кассини определил расстояние от Земли до Солнца. По его расчетам это расстояние равно 140 миллионам километров (по современным данным, 150 миллионов километров).

Много времени Джованни Кассини уделял составлению и уточнению астрономических таблиц. Так, в 1693 году он издал новые таблицы спутников Юпитера и атмосферной рефракции (вследствие астрономической рефракции небесные светила наблюдаются с Земли выше их действительного положения, в результате чего они в течение некоторого времени видны над горизонтом до их восхода или уже после захода).

Ко всему, что говорилось выше, надо добавить, что ученый организовал и провел многочисленные геодезические измерения на территории Франции.

Имя Джованни Кассини известно и математикам. Он впервые в истории математики рассмотрел плоскую кривую, являющуюся геометрическим местом точек, произведение расстояний которых от данных двух точек есть величина постоянная. Эту кривую ученый открыл в связи со своими астрономическими исследованиями. В его память она названа «овал Кассини».

В заключение заметим, что Джованни Кассини по ряду важнейших вопросов астрономии придерживался явно ошибочных взглядов, которые никак не согласуются с его замечательными открытиями. Так, спустя сто лет после открытия законов Кеплера, когда система Коперника получила всеобщее признание, Кассини решительно отвергал гелиоцентрическое учение коперниканцев. Еще более удивительно, что он не признавал всемирного тяготения, открытого Ньютоном. Отрицая теорию тяготения, ученый пришел к неверному выводу о вытянутости Земли по оси вращения.

Однако эти ошибки не могут умалить значения трудов неутомимого труженика Джованни Кассини, оставившего благодаря своим замечательным открытиям глубокий след в науке.

Еще в глубокой древности люди научились приближенно измерять время. В их распоряжении были солнечные, водяные и песочные часы. С ростом науки и техники появилась потребность в точном измерении времени, а для этой цели стали нужны более усовершенствованные часы. Необходимость в точных часах особенно обнаружилась в астрономии и мореплавании. Так, например, для определения местонахождения корабля в открытом море надо вычислить широту и долготу той точки, в которой корабль находится, а для этого необходимо знать местное время и время нулевого меридиана. Вот тут-то и нужны точные часы. По словам К. Маркса, «часы — это первый автомат, употребленный для практических целей. На их основе развилась вся теория производства равномерного движения»[10].

Изобрел современные механические часы с маятником голландский ученый Христиан Гюйгенс. Тогда ему было всего 28 лет. Чтобы добиться равномерного перемещения стрелок часов, Гюйгенс создал так называемый «спуск», который под действием силы завода помогает маятнику равномерно колебаться. Спустя короткое время молодой ученый сделал еще одно замечательное открытие: предложил такую систему для измерения времени, в основе которой лежит конический маятник.

Но имя ученого связано не только с открытием маятниковых часов. Он был великим астрономом и занимался астрономией в течение всей жизни. Не удивительно, что именно Гюйгенс изобрел телескоп особой системы. Он много трудился над тем, чтобы увеличить светосилу астрономических труб и устранить сферическую и хроматическую аберрации, из-за чего изображение получалось нечетким и окруженным цветной радужной каймой.

С помощью своего телескопа Гюйгенс 25 марта 1655 года открыл спутник планеты Сатурн — Титан и определил период его обращения вокруг Сатурна. По подсчетам ученого, этот период равняется 15 суткам 22 часам. Свое открытие Гюйгенс опубликовал в 1656 году в работе «Наблюдение Луны Сатурна».

Работая над усовершенствованием телескопа своей системы, Гюйгенс добился 100-кратного увеличения. При помощи этого телескопа он открыл кольцо Сатурна и исследовал его. Кольцо оказалось плоским, оно нигде не прилегало к планете, причем имело некоторый наклон к эклиптике. Свои наблюдения над планетой Сатурн и ее кольцом Гюйгенс опубликовал в 1659 году в классической работе «Система Сатурна».

В ней же он дал первое описание туманности в созвездии Ориона и сообщил о полюсах на поверхности Юпитера и Марса. И если инструментальная наблюдательная астрономия во второй половине XVII века имела крупные успехи, то этим она обязана в первую очередь астрономическим исследованиям Христиана Гюйгенса.

Гюйгенс был энтузиастом по шлифовке объективов с большим фокусным расстоянием. Будучи пожилым человеком, он в течение нескольких лет шлифовал объективы с фокусным расстоянием в 37, 54 и 63 м. Затем он сконструировал окуляр, носящий его имя, который представлял собой оптическую систему, состоящую из двух плоско-выпуклых линз, разделенных значительным воздушным промежутком. Ученый много поработал и над созданием планетарной машины, которая явилась прообразом современного планетария.

Гюйгенс был убежденным коперниканцем. В своей последней книге «Космотеорос» («Созерцатель мира»), опубликованной через три года после смерти автора, Гюйгенс пропагандировал систему Коперника и идеи Джордано Бруно о множественности миров и их обитаемости. «Космотеорос» в 1717 году по указу Петра I был переведен на русский язык под названием «Книга мирозрения или мнение о небесно-земных глобусах и украшениях».

Об авторитете Гюйгенса как астронома можно судить по словам великого французского ученого Пьера Ферма (1601–1665). Когда последнему задали вопрос, какого мнения он о системе Сатурна, созданной Гюйгенсом, ученый ответил, что, не читая работ Гюйгенса по этому вопросу, можно заранее сказать о совершенстве этой системы, так как порукой тому служат все другие прекрасные произведения этого автора.

Родился Гюйгенс в Гааге. Его отец принадлежал к высшему дворянскому сословию и активно участвовал в политической жизни страны. Уже в раннем детстве Христиан поражал родных своим необыкновенным дарованием. К восьми годам мальчик изучил латинский язык, постиг арифметику pi законы пения. В девять лет Христиан увлекся астрономией и географией. В десять будущий ученый научился играть на скрипке и много времени уделял латинскому стихосложению. Одиннадцати лет он овладел игрой на лютне — струнном инструменте восточного происхождения, получившем в средние века широкое распространение в Европе. А когда будущему астроному и математику исполнилось двенадцать лет, он усвоил основные правила логики и успешно применял их в своих рассуждениях и доказательствах.

Первоначальное образование Христиан получил дома под руководством своего отца. Когда же отец участвовал в длительных военных походах, то воспитание сына поручалось двум учителям — профессору Миркинию и Генриху Бруно. Оба учителя были в восторге от успехов Христиана. В одном из писем к отцу Бруно называет Христиана «чудом среди мальчиков».

После домашнего изучения греческого, французского и итальянского языков Христиан перешел к занятиям по механике, ставшей вместе с астрономией одним из любимейших его предметов. Занимаясь механикой, Христиан находил время для конструирования различных машин и механизмов. В частности, для личного пользования он смастерил токарный станок, на котором изготовлял мудреные модели будущих машин.

Последние два года до поступления в Лейденский университет Христиан с увлечением занимался математикой по программе и учебному руководству, специально составленному для него профессором инженерной школы при Лейденском университете Франциском Схоутеном (1616–1661), автором «Трактата о конических сечениях» и нескольких книг «Математических упражнений».