Цивилизация
2009 год был объявлен ООН Международным годом астрономии, поводом для чего стал тот факт, что четыреста лет назад выдающийся ученый средневековья Галилео Галилей направил свой телескоп в небо и сделал ряд революционных открытий в астрономии. В частности, на Луне он увидел кратеры, а также горы, подобные земным, обнаружил, что на Солнце есть пятна, открыл спутники у Юпитера и кольца у Сатурна и установил, что Млечный путь состоит из большого количества слабых звезд. Эти открытия послужили основным доказательством гелиоцентрической системы Николая Коперника и подтвердили суждения Джордано Бруно о том, что Солнечная система не является уникальной.
Но, как это часто бывает в процессе научного познания, Галилею не так просто было сделать свои выводы, поддерживающие систему Коперника.
Доказал это американский физик Кристофер Грэйни, работающий в техническом колледже имени Джефферсона в Луисвилле, который тщательно изучил рукопись астронома, современника Галилея (то есть работал в конце XVI — начале XVII веков). Грэйни пришел к выводу, что Галилей 400 лет назад вполне мог принять другую точку зрения относительно строения Солнечной системы. Соответствующее исследование будет опубликовано в журнале Physics in Perspective, о нем на этой неделе рассказывает Nature News.
Издавна считалось, что центром мира является Земля, а уже вокруг нее вращаются Солнце и все звезды. Вершиной этого мировоззрения стала геоцентрическая система Птолемея, предназначенная для предсказывания положения светил на небе. Но с годами точность наблюдений увеличивалась, а расчеты согласно птолемеевской системе все больше расходились с реальными наблюдениями. В XVI веке гелиоцентрическую систему мира разработал Николай Коперник. Чуть позже свою гео-гелиоцентрическую систему мира предложил известный датский астроном Тихо Браге. Суть этой системы заключалась в том, что Солнце, Луна и звезды вращаются вокруг Земли, а планеты и кометы — вокруг Солнца.
Главное преимущество этой системы заключалось в том, что против нее ничего не имела инквизиция.
Грэйни предположил, что, наблюдая звезды, Галилей увидел не точечное изображение, а так называемые диски Эйри. Это концентрические окружности, в которые в телескопе из-за дифракции превращается свет от точечного источника, каковым является звезда, то есть эти кольца появляются в силу ограниченности его апертуры и волновой природы света. Поскольку о дифракции тогда ничего не было известно, Галилей попытался провести оценку размера звезд и расстояний до них, исходя из того, что он видит диск конкретной звезды.
В результате он получил слишком маленькое расстояние до звезд — в тысячу раз меньше, чем на самом деле!
Чтобы проверить свои предположения, Грэйни провел исследования исторических документов и обнаружил сходную ошибку у немецкого астронома Симона Мариуса.<4> Этот ученый первым дал названия Ио, Европа, Ганимед и Каллисто четырем спутникам Юпитера (которые принято называть галилеевыми), причем Мариус утверждает в своей знаменитой работе Mundus Iovialis, что открыл эти спутники на несколько дней раньше, чем Галилей. Проводя наблюдения в телескоп, немецкий астроном тоже попытался оценить расстояние до звезд и получил результат, который шел вразрез с теорией Коперника: звезды оказывались слишком близко к Земле.
На основе этого Мариус сделал вывод о справедливости системы Тихо Браге.
«Рассуждения Мариуса являются более строгими, чем рассуждения Галилея, — признает Грэйни. — В действительности наблюдения Галилея также должны были привести его к выводу о правильности системы Тихо Браге».<2>
«Галилей был твердым сторонником системы Коперника. То, что он решил не исключить аргумент против гелиоцентрической системы, не кажется удивительным, хотя согласно современным научным стандартам он, вероятно, должен был бы сделать это», — говорит Риенк Вермей, историк науки из Университета Оклахомы. Ученый отметил, что спор о правильности той или иной системы мира продолжался много лет, а размеры звезд и расстояния до них были отнюдь не решающим аргументом.
Ну а сам Грэйни признался, что не понимает, почему Галилей, несмотря на наблюдения, принял правильное решение и остался приверженцем системы Коперника.
«Галилей был очень умный мужик. Могу только догадываться, что у него в голове было много всего такого, чего он не изложил на бумаге», — считает Грэйни.