Галилей и отрицатели науки - Марио Ливио

Сегодня известно 79 лун Юпитера (53 названы, другие ждут присвоения официальных названий). Считается, что восемь из них сформировались на орбитах вокруг планеты, а остальные были, вероятно, захвачены ею. Из четырех Галилеевых спутников, как их сейчас называют, два, Европа и Ганимед (этот спутник больше планеты Меркурий), предположительно, имеют огромные океаны под толстым ледовым панцирем. Обе луны считаются потенциальными кандидатами на существование простых форм жизни подо льдом – безусловно, это обстоятельство понравилось бы Галилею. Самый ближний к планете из четырех Галилеевых спутников – Ио является самым геологически активным телом в Солнечной системе, имея больше 400 известных активных вулканов. Четвертая Галилеева луна, Каллисто, – вторая по величине из четырех.

Не приходится сомневаться, Галилея бесконечно раздражал бы тот факт, что Галилеевы спутники сегодня известны под названиями, данными им немецким астрономом Симоном Майром, а не как “Медицейские звезды”. Майр мог бы независимо открыть спутники раньше Галилея, но не сумел понять, что луны вращаются вокруг планеты. Галилей считал Майра “ядовитым гадом” и “врагом не только мне, но и всей человеческой расе”, поскольку убедил себя, что именно Майр был злодеем, подговорившим Бальдессара Капру совершить плагиат геометрического и военного компаса. Он писал о Майре, что, будучи в Падуе (где Галилей в то время жил), “он описал на латыни использование указанного моего компаса, приписывая его себе, причем один из его учеников [Капра] издал это под своим именем. Тотчас после этого, вероятно чтобы избежать наказания, он отбыл в свою родную землю [Германию], как говорят, бросив своего ученика в бедственном положении”.

Обнаружение четырех спутников Юпитера стало последним эпохальным открытием Галилея в Падуе. Оно лишь разожгло его жажду дальнейших прорывов. Неудивительно, что вскоре после переезда во Флоренцию он направил телескоп на следующую по степени удаленности от Солнца гигантскую планету – Сатурн. Однако первые наблюдения его разочаровали, поскольку Галилей не увидел никаких спутников. Ситуация изменилась 25 июля 1610 г., когда он обнаружил нечто вроде двух неподвижных звезд, прикрепленных к Сатурну: одна по одну сторону, другая – по другую. Боясь, что его опередят конкуренты, и все еще находясь на том этапе, когда он делал открытия быстрее, чем мог их опубликовать, Галилей отправил серию писем с зашифрованным сообщением о своем открытии Кеплеру через тосканского посла в Праге. Это была обычная практика того времени – утвердить свое первенство в открытии с помощью головоломки, не открывая таким образом, что в действительности сообщается. Вот зашифрованное послание Галилея:

Сначала Кеплер не сумел разгадать сообщение Галилея, потерпел крах и английский астроном Томас Хэрриот, с которым тот состоял в переписке, но из того факта, что Земля имеет одну Луну, а Юпитер – четыре, он заключил, что у Марса должно быть две луны, чтобы образовалась геометрическая прогрессия: 1, 2, 4 и т. д. Руководствуясь этим математическим соображением и предполагая, что Галилей открыл спутники Марса, Кеплер постепенно сумел составить из присланной Галилеем последовательности букв сообщение, отличавшееся от исходной головоломки лишь одной буквой, Salve umbistineum geminatum Martia proles, что примерно означает: “Славьтесь, близнецы-компаньоны, дети Марса”.

При всей изобретательности версии Кеплера она не имела ничего общего с открытиями Галилея. Сообщение, зашифрованное в последовательности букв, следовало читать как Altissimum planetam tergeminum observavi, что переводится: “Я наблюдал высочайшую из планет [Сатурн] трехчастной”.

Тринадцатого ноября 1610 г. Галилей наконец раскрыл, что именно он имел в виду:

К изумлению Галилея, эти, казалось бы, надежные провожатые бесследно исчезли к концу 1612 г. Он высказал свое ошеломление в письме немецкому гуманисту, историку и издателю Маркусу Вельзеру: “Были ли две эти меньшие звезды поглощены, как пятна на Солнце? Исчезли ли они внезапно и сгинули? Или Сатурн пожрал собственных детей?” Несмотря на растерянность, Галилей рискнул предположить, что эти “звезды” вновь появятся в 1613 г., как оно и случилось, но на сей раз они выглядели как “уши” или “ручки” по бокам Сатурна.

Хотя Галилей смог верно предсказать в 1616 г. очередное исчезновение “ручек” десять лет спустя, его прогноз, очевидно, основывался на предположении, что они аналогичны лунам Юпитера. Правильного объяснения этих странных “ушей” пришлось ждать до 1650-х гг., когда голландский математик и астроном Христиан Гюйгенс идентифицировал их как ныне знаменитые кольца Сатурна[92]. Поскольку кольца являются плоскими и относительно тонкими, они фактически неразличимы, если смотреть на них с ребра, и выглядят словно уши, если их поверхность наклонена к линии взгляда под бо́льшим углом или ориентирована плашмя.

Интересно, что сейчас мы знаем, что кольца не всегда существовали и не сохранятся навечно. Считается, что кольца старше примерно 100 млн лет, это немного по сравнению с примерно 4,6 млрд лет существования Солнечной системы. Что еще более удивительно, исследование, опубликованное в декабре 2018 г., обнаружило, что из-за “дождя колец” – падения вещества колец на планету в форме пылевого дождя частиц льда – кольца исчезнут примерно через 300 млн лет. Следовательно, Галилею и нам повезло жить в относительно “короткий” период, когда можно видеть это великолепное зрелище.

Поразительно, но догадка Кеплера о наличии у Марса двух лун оказалась верной, хотя геометрическая последовательность была ни при чем. Более того, в знаменитой сатире 1726 г. “Путешествия Гулливера” английский писатель Джонатан Свифт (возможно, вдохновленный Кеплером) писал о двух марсианских лунах. В 1877 г. американский астроном Асаф Холл открыл эти луны, которые теперь называются Фобосом и Деймосом.

Одно из главных возражений против гелиоцентрической модели было связано с обликом планеты Венеры. В геоцентрической модели Птолемея Венера всегда находится примерно между Землей и Солнцем, следовательно, предполагается, что она всегда видна как полумесяц разной ширины (никогда, впрочем, не достигающей полудиска, илл. 4.4а). В модели Коперника, напротив, поскольку постулируется вращение Венеры вокруг Солнца и она находится ближе к Солнцу, чем Земля, то должна демонстрировать полный цикл фаз, как Луна, наблюдаясь при полной освещенности как маленький яркий диск в наиболее удаленной от Земли точке и как темный большой при максимальном приближении (а также в виде большого полумесяца непосредственно перед этим; илл. 4.4б). В ходе серии кропотливых наблюдений с октября по декабрь 1610 г. Галилей убедительно подтвердил предсказания коперниканской модели[93]. Его решение заняться этими наблюдениями (и интерпретацией результатов), возможно, было вдохновлено и, безусловно, стимулировалось полученным им подробным письмом Бенедетто Кастелли, в котором тот подчеркивал важность наблюдения фаз Венеры. Это стало первым ясным свидетельством превосходства взглядов Коперника над представлениями Птолемея.