Загадки космоса. Планеты и экзопланеты - Андрей Мурачёв

Есть миф, что Коперник избавился от эпициклов в гелиоцентрической системе мира. Есть миф, что телескоп изобрел Галилео Галилей. При этом забывается долгая история, предшествующая этим событиям. Нам легче осознавать историю, если разбить ее на некие периоды, выделить в ней поворотные моменты, которые словно возникли из ниоткуда. К сожалению, это неправильный взгляд на реальный исторический процесс. История культуры, и науки в частности, больше похожа на паутину, чем на прямую дорогу из желтого кирпича.

Но так как мы занимаемся не историей науки, давайте все же упростим наш рассказ и остановимся на трех ученых из бесчисленного ряда астрономов XVI–XVII веков, которым мы обязаны окончательным утверждением гелиоцентризма: это Тихо Браге (1546–1601), Галилео Галилей (1564–1642) и Иоганн Кеплер (1571–1630). Научный мир в те времена был весьма замкнутым, все более или менее крупные ученые знали друг друга. Жизни и научные достижения Браге, Кеплера и Галилея так переплелись, что невозможно рассказать об одном, не рассказав о двух других. Браге прославился высокоточными наблюдениями, на основании которых Кеплер вывел знаменитые три закона движения планет, и именно благодаря наблюдениям в телескоп Галилея гелиоцентрическая картина мира стала общепризнанной.

Кеплер родился в городке Вайль-дер-Штадт на юге Германии. Его увлечение астрономией началось еще в детские годы. В своих воспоминаниях он описал два ярких эпизода из детства: как он вместе с матерью с холма наблюдал комету в ночном небе и как чуть позже, тоже с матерью, – лунное затмение. Всю свою жизнь Кеплер испытывал трепетную любовь к матери, она играла в его жизни одну из главных ролей. Пройдет много лет, и ее обвинят в колдовстве и посадят в тюрьму. Кеплер, не видя иной возможности спасти мать, сам выступит ее адвокатом. Благодаря его уму, таланту и выдержке он добьется успеха и она избежит костра. Но выйдя из тюрьмы уже совсем старой и больной женщиной (ей было тогда 74), она не проживет и года.

Иоганн Кеплер

Судьба сыграла с Кеплером злую шутку. В шестилетнем возрасте он заболел оспой. К счастью, он выжил, однако болезнь сказалась на зрении. Сильная близорукость и монокулярная полиопия (или множественное зрение, при котором одиночный предмет воспринимается как несколько) остались с ним навсегда. Тем не менее это не помешало ему стать великим астрономом.

В 1591 году Кеплер поступил в университет в Тюбингене, где смог учиться благодаря стипендии, назначенной ему за успешное обучение в школе. В университете на Кеплера оказал большое влияние Михаэль Местлин, астроном и один из первых последователей Коперника. Вслед за учителем Кеплер становится сторонником гелиоцентризма.

После окончания университета, будучи с детства крайне набожным, он должен был стать священнослужителем. Но преподаватели вовремя заметили выдающиеся способности юноши, и его планам не суждено было сбыться. В год окончания университета Кеплера приглашают в Грац на должность математика в протестантской школе.

Мироощущение Кеплера с самого молодого возраста было бурлящей смесью религиозности, любви к астрономии и приверженности к неоплатонизму. Отправной точкой его рассуждений стало убеждение в том, что Бог создал мир геометрически совершенным. В итоге Кеплер всю жизнь потратил на поиски высшей гармонии. Его религиозность была совсем не похожа на ту, о которой любят говорить в школах, обвиняя в невежестве Средневековье, – она представляла собой скорее духовное путешествие. И именно мистическое мироощущение сподвигло его на занятия астрономией – наукой, претендующей на способность объяснить устройство небес. Кеплер задавался вопросами, которые в прошлые столетия старались обходить стороной: почему орбиты планет именно такие, какие есть, а не иные? почему планет именно шесть (столько было известно в его время), а не больше или меньше? Ответы на эти вопросы означали для него разгадку замысла самого Бога. И в конце концов путь Кеплера привел его к тому, что он был не понят и отвергнут даже братьями по протестантской вере.

Следующее за окончанием университета лето 1595 года Кеплер проводит в поисках закономерностей размеров орбит известных светил. После тщательных раздумий и бесчисленных попыток связать вселенскую гармонию с геометрией ему в голову приходит прекрасная идея о том, что между размерами орбит и пятью платоновыми многогранниками[20] есть связь: «Орбита Земли есть мера всех орбит. Вокруг нее опишем додекаэдр. Описанная вокруг додекаэдра сфера есть сфера Марса. Вокруг сферы Марса опишем тетраэдр. Описанная вокруг тетраэдра сфера есть сфера Юпитера. Вокруг сферы Юпитера опишем куб. Описанная вокруг куба сфера есть сфера Сатурна. В сферу Земли вложим икосаэдр. Вписанная в него сфера есть сфера Венеры. В сферу Венеры вложим октаэдр. Вписанная в него сфера есть сфера Меркурия»23. Для наглядности он даже поместил Солнце в центр мира, что означало возвращение отвергнутых Коперником эквантов. Но это пустяки по сравнению с тем, что его система отвечала на вопрос, почему орбиты планет имеют именно такой радиус, а не другой, и почему планет именно шесть.

Кеплер снова и снова, дни и ночи напролет тщательно проверяет свои расчеты. Почти все сходится, а остальное он списывает на неточности измерений. Он вдохновлен и счастлив. В 1596 году Кеплер публикует книгу, где повествует о своих открытиях. Она называется «Тайна мироздания».

Вот что писал Кеплер о своей первой книге спустя много лет: «Словно оракул с небес продиктовал мне главы этой книжки, так все они, по общему признанию, были превосходны и отвечали истине… Мне самому, в течение вот уже 25 лет работающему над преобразованием астрономии (начатым знаменитым благородным датским астрономом Тихо Браге), главы этой книжки не раз освещали путь. Почти все астрономические труды, которые я опубликовал за это время, берут свое начало в той или иной главе моей первой работы и поэтому могут рассматриваться как более подробное или более полное изложение этих глав»24.

«Тайна мироздания» пользовалась большим успехом, породив как волны восторгов, так и потоки критики. Во втором издании Кеплер совершенствует свою систему, исправляет некоторые ошибки, допущенные в первом издании, и точнее подгоняет теорию под наблюдения.

В 1596 году один из экземпляров своей книги Кеплер посылает Галилео Галилею, другой – тогда уже знаменитому астроному Тихо Браге. Галилей в ответном письме похвалил этот труд, хотя, по-видимому, читал его не очень внимательно. Также он написал, что на руках у него есть доказательства истинности гелиоцентризма, но он не решается их публиковать, ибо запуган судьбой Коперника, осмеянного и отверженного (и не зря: через четыре года на костре святой инквизиции будет сожжен ярый последователь Коперника Джордано Бруно, вклад в астрономию которого сомнителен, а многие мировоззренческие утверждения и вовсе абсурдны, но все же этого явно не достаточно, чтобы поплатиться жизнью).