Галилей и отрицатели науки - Марио Ливио

Несмотря на то что понимание оптики Галилеем было не блестящим – например, он путал увеличение размера изображения с формированием расфокусированного изображения, – ученый справедливо атаковал “закон” Грасси. Галилей указал на то, что, если бы этот закон выполнялся, можно было бы определить расстояние до предметов на Земле, всего лишь измеряя, насколько они увеличиваются при рассмотрении в телескоп, что, очевидно, не так. Например, два телескопа разной силы дали бы разное увеличение одного и того же предмета.

Галилей также оспорил изначальное предположение Тихо, что кометы движутся по круговым орбитам, предположив, что движение по прямой линии с удалением от Земли лучше соответствует наблюдениям третьей кометы 1618 г. Сегодня мы знаем, что кометы действительно движутся по сильно вытянутым эллиптическим орбитам, местами более напоминающим движение по прямой, чем криволинейное.

Галилей так и не разработал собственную теорию происхождения комет. В исследовании идей из прошлого Гвидуччи (Галилей) благосклонно отзывается о предположении, что кометы представляют собой всего лишь отражение солнечного света большим количеством пара, а не реальные объекты, но добавляет: “Я не утверждаю определенно, что комета формируется подобным образом, но все-таки говорю: как имеются сомнения относительно этого, так есть они и в отношении иных схем, используемых другими авторами”. Поскольку, однако, Гвидуччи (Галилей) оспорил идею, что кометы являются твердыми телами, Грасси удовлетворился выводом, что Галилей считает кометы отражением солнечного света от паров, а эти пары – испарениями Земли, поднимающимися в небо. Хотя эта гипотетическая модель была очень близка идеям Аристотеля, следует отметить, что Галилей все-таки отклонялся от Аристотеля в двух важных аспектах. Первое: источником света кометы у него служил отраженный солнечный свет, в отличие от предположения Аристотеля о горении воспламеняющегося газа. Второе: Галилей особо оговорил, что кометы находятся далеко позади Луны, следовательно, в глубине аристотелевской “небесной” области, которая считалась недоступной для “земных” испарений.

“Рассуждение о кометах” не относилось к числу лучших научных работ Галилея. Он не только не смог предложить жизнеспособную теорию комет[149], но и его схема содержала необъяснимую непоследовательность, или внутреннее противоречие. Несостыковка была связана с его трактовкой вопроса о параллаксе. С одной стороны, Галилей хотел опровергнуть заявление Грасси, что отсутствие полугодичного параллакса у комет доказывает, что Земля не движется вокруг Солнца. Именно поэтому он утверждал, что на самом деле параллакс к кометам неприменим, поскольку они не являются твердыми телами, о чем свидетельствует тот факт, что сквозь хвосты комет можно видеть звезды. С другой стороны, Галилей не колеблясь использовал “ничтожность параллакса, наблюдаемого с величайшим тщанием великим множеством превосходных астрономов” для вывода о нахождении комет дальше Луны. Просто поразительно, что несовместимость этих аргументов ускользнула от внимания Галилея, и Грасси ухватился за это обстоятельство, отвечая на трактат Гвидуччи.

Была еще одна серьезная проблема с идеями Галилея о кометах, которую он сознавал и о которой высказался (устами Гвидуччи):

Последнее предложение намекало на то, что из-за запрета обсуждения коперниканства Галилей не решался говорить, что думает. Галилей добавил: “Нам следует удовлетвориться той малостью, которую мы можем уловить среди теней, пока нам не будет сообщено истинное устройство частей мира, поскольку обещанное Тихо осталось несовершенным”. Иначе говоря, Галилей признал, что даже его гипотетический сценарий не вполне согласуется с наблюдениями, но считал, что теория Браге подрывается присущими ей проблемами. Например, Браге предполагал, что кометы движутся в направлении, противоположном движению планет. В то же время Галилей помнил о формальном запрете обсуждения любых возможных поправок исследованной им модели, которые можно было бы попытаться отыскать в сценарии Коперника. Действительно, в двух работах, изданных в 1604 и 1619 гг., Кеплер высказал предположение, что кометы движутся по прямым линиям, а видимое отклонение их пути вызывается движением Земли. Хотя Галилей почти наверняка вдохновлялся идеями Кеплера, он обошел их полным молчанием.

Сегодня мы знаем, что кометы – это малые тела Солнечной системы, обращающиеся вокруг Солнца по сильно вытянутым (высокоэксцентричным) эллиптическим или гиперболическим орбитам. Они имеют ядро от нескольких сотен метров до десятков километров в поперечнике, состоящее преимущественно изо льда, камня и пыли (представляют собой “грязные снежки”), а также замороженного углекислого газа, метана и аммиака. Когда комета приближается к Солнцу, его излучение испаряет летучие вещества, которые начинают вылетать из ядра кометы, образуя протяженную атмосферу, или оболочку, и два хвоста – пылевой и газовый. Пылевой хвост непосредственно отражает солнечный свет, а газовый светится благодаря ионизации. Хвост из ионов может иметь длину, равную расстоянию от Земли до Солнца. В Солнечной системе есть два резервуара комет. Один из них – это пояс Койпера, диск комет сразу за орбитой Плутона, откуда происходит большинство комет, обращающихся вокруг Солнца с орбитальным периодом менее столетия. Второй источник, облако Оорта, окружает внешнюю Солнечную систему, и его внешняя граница достигает почти четверти расстояния до ближайшей звезды. Облако Оорта может содержать до триллиона комет, из него происходят долгопериодические кометы. Комета Галлея, пожалуй, самая знаменитая, возвращается в окрестности Земли примерно каждые 75 лет. В прошлый раз ее видели в 1986 г.

Галилей правильно ассоциировал кометы с процессом высвобождения газа, а их свет – с эффектами, вызванными близостью комет к Солнцу, но ошибался в гипотезе о том, что эти газы исходят с Земли. Следует, однако, помнить, что целью Галилея было не сформулировать исчерпывающую теорию комет, а главным образом дискредитировать и поставить под сомнение модель Тихо Браге, чью схему Солнечной системы он всегда считал глупым и раздражающим компромиссом.

Главным стремлением Галилея было опровергнуть утверждение иезуитов, что кометы доказывают ложность коперниканства. Пытаясь достичь этой цели, он, однако, навлек на себя (никто не сомневался, что публикация Гвидуччи принадлежала перу Галилея) ярость Орацио Грасси, жаловавшегося, что Галилей “поносит доброе имя Римского колледжа”, ордена иезуитов в целом (“Иезуиты сильно уязвлены”, – сообщил ему Джованни Чамполи) и даже лично Шейнера, работа которого о солнечных пятнах была неблагосклонно, причем без всякой в том необходимости, упомянута в трактате. Итак, арена для второго раунда схватки была готова.