Рассказы об астрономах

В 1627 году Кеплер издает «Рудольфовы таблицы всей астрономической науки, начатые впервые Тихо Браге, продолженные и доведенные до конца Иоганном Кеплером». Роль этих таблиц как вычислительной базы гелиоцентрической системы Коперника трудно переоценить. Ими пользовались астрономы более полутора веков.

Кроме работ по астрономии, Кеплер написал трактат по физике «Диоптрика», посвященный геометрической оптике, и трактат по математике «Новая стереометрия винных бочек», в котором заложил основу анализа бесконечно малых, нашедшего позднее завершение в трудах Лейбница и Ньютона. В 1624 году Кеплер вместе с Бюрги издал «Таблицу тысячи логарифмов».

Кеплер живо интересовался литературой. В последние годы жизни он даже написал полунаучный-полуфантастический роман о «лунной астрономии» под названием «Сон», изданный после смерти ученого его сыном.

Кеплер умер в большой нужде на 59-м году жизни. В истории астрономии Кеплер занял видное место, снискав почетный титул «законодателя неба». Недаром католическая церковь подвергла его гонениям, стремясь с корнем вырвать распространяемое им «безбожное» учение. Ватикан поторопился сразу же занести астрономические сочинения Кеплера в список запрещенных книг.

Высокую оценку Кеплеру дали основоположники научного коммунизма К. Маркс и Ф. Энгельс. Рассматривая великие достижения первого периода нового естествознания, Энгельс в «Диалектике природы» связывает эти достижения с замечательными открытиями ученых, среди которых на первое место ставит имя Кеплера. А Маркс на вопрос знаменитой анкеты «Ваш любимый герой?» без колебаний ответил: «Спартак и Кеплер». Более высокую оценку Кеплеру трудно придумать.

Джованни Доменико Кассини (1625–1712)

Так уж получилось, что в роду Кассини увлечение астрономией передавалось по наследству. Основатель «династии» астрономов Джованни Доменико Кассини — виднейший астроном, первый директор Парижской обсерватории — беспредельную любовь к науке передал сыну Жаку Кассини, который тоже был замечательным астрономом и геодезистом. От Жака эстафету принял его сын Франциск, и так до четвертого поколения. Любопытно, что все Кассини — дед, сын, внук, правнук и сын правнука, являясь астрономами-наблюдателями, были членами Парижской академии наук и наследовали друг от друга пост директора Парижской обсерватории.

Мы здесь расскажем о замечательных открытиях родоначальника «династии» Джованни Доменико Кассини.

В 1665 году он обнаружил вращение Юпитера, а через год — вращение Марса. В результате тщательных наблюдений в течение 13 лет Кассини открыл четыре новых спутника Сатурна (Япет, Рея, Диона, Феба) и в 1675 году обнаружил, что между первым и вторым (средним) кольцами Сатурна существует промежуток, вошедший в историю астрономии под названием «щель Кассини» или «деление Кассини». В течение 5 лет ученый вместе со своим сотрудником Фасью провел наблюдение зодиакального света, природа которого в достаточной степени не изучена до настоявшего времени. Известно, что зодиакальный свет в X веке наблюдал Бируни, описание этого света в Европе относится к концу первой половины XVII века. Явление зодиакального света весьма сложно и обусловливается различными причинами. В настоящее время оно изучается советскими учеными во главе с академиком В. Г. Фесенковым.

Джованни Кассини сформулировал три приближенных закона относительно Луны.

Первый закон. Время оборота Луны вокруг оси равно времени оборота вокруг Земли.

Второй закон. Наклон лунного экватора к эклиптике всегда составляет 1°32′.

Третий закон. Три плоскости — лунного экватора, лунной орбиты и эклиптики, перенесенные в центр Земли, пересекаются по одной прямой, причем плоскость эклиптики проходит между плоскостями лунного экватора и лунной орбиты.

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.

Христиан Гюйгенс (1629–1695)

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.