Гравитация От хрустальных сфер до кротовых нор

Гелиоцентрическая система Коперника концептуально была существенно проще системы Птолемея. Признание вращения Земли вокруг оси устраняло необходимость говорить о суточном движении звёздной сферы и всех небесных тел; обращение же Земли вокруг Солнца объясняло и годовое перемещение Солнца по небесной сфере, и петли обратного движения планет. Коперник, однако, твёрдо придерживался представлений об идеальном движении светил, которые, следуя многовековым догмам, должны двигаться по окружности с постоянной скоростью. Поэтому для более точного объяснения наблюдаемых перемещений планет Копернику опять же требовались эксцентры и эпициклы, В окончательном виде его система насчитывала 34 круговых движения — меньше, чем система Птолемея, но все равно много. Более того, Коперник ещё строже, чем Птолемей, следовал догме идеального движения по окружности, поскольку не допускал неравномерного движения по экванту.

Концепция гелиоцентрической системы была опубликована в книге «О вращении небесных сфер» в 1543 году, незадолго до смерти учёного. Протестантов эта работа привела в ярость сразу. Со стороны же католической церкви она поначалу не подверглась осуждению, возможно потому, что Коперник посвятил её римскому папе Павлу III, Книга вызвала живой интерес и многочисленные дискуссии В те времена было трудно представить, каким преследованиям со стороны Ватикана будут подвергнуты в дальнейшем последователи учения Коперника, в частности, Галилей.

Астроном–наблюдатель Тихо Браге

Система мира Коперника имела среди учёных много сторонников, но было также и много противников. Опуская многое, необходимо упомянуть датского астронома Тихо Браге (1546–1601), рис. 2.3, самого замечательного наблюдателя своего времени. Он не поддерживал идею о движении Земли, а вместо этого выдвинул собственную модель, согласно которой Земля жёстко закреплена в центре мира. Планеты в системе Тихо Браге обращались по круговым орбитам вокруг Солнца, которое, в свою очередь, совершало движение вокруг Земли. Несмотря на то, что теория Тихо Браге значительно упрощала систему Птолемея, она не получила поддержки у астрономов и не оказала особого влияния на их исследования.

Рис. 2.3. Тихо Браге

Но главным вкладом Тихо Браге в науку были результаты астрономических наблюдений, проводившихся им в течение всей жизни, они позволили сделать следующий шаг в развитии представлений о Вселенной.

Его страсть к наблюдениям проснулась очень рано. В возрасте примерно лет 15–ти он обнаружил, что данные известных тогда эфемерид (таблиц планетарных координат) существенно расходятся, как между собой, так и с данными его юношеских наблюдений. Для него это было нестерпимо! В это же время родители отправили его изучать «свободные искусства» в Лейпциг. Вот как он сам описывает свои занятия временем чуть позже:

«Позднее, в 1564 году (17–18 лет!), я тайно приобрёл деревянный астрономический «посох Якова»[1], изготовленный по указаниям Геммы Фризия. Бартоломей Скультет, живший в то время в Лейпциге, с которым я поддерживал дружеские отношения на почве общих интересов, снабдил этот инструмент точными делениями с трансверсальными точками. Скультет почерпнул принцип трансверсальных точек у своего учителя Гомелия. Заполучив посох Якова, я не упускал ни одного удобного случая, когда ночь выдавалась звёздной, и неустанно производил наблюдения. Нередко я проводил в бдении всю ночь напролёт. Мой гувернёр, ничего не подозревая, мирно спал, поскольку я производил наблюдения при свете звёзд и заносил полученные данные в специально заведённую книжечку, которая сохранилась у меня поныне. Вскоре я заметил, что угловые расстояния, которые по показаниям посоха Якова должны были совпадать, превращённые посредством математических выкладок в числа, не во всем согласуются друг с другом. После того как мне удалось обнаружить источник ошибки, я изобрёл таблицу, позволившую мне вносить поправки и тем самым учитывать дефекты посоха. Приобрести же новый лимб все ещё не представлялось возможным, поскольку гувернёр, державший в своих руках завязки от кошелька, не допустил бы подобных трат. Вот почему я, живя в Лейпциге, и позднее, по возвращении на родину, произвёл при помощи этого посоха множество наблюдений».

Среди результатов Браге особенно нужно отметить данные наблюдений движения планет, а также его сотрудничество с Кеплером. Но об этом чуть позже, а сейчас, как пример, приведём исследование им сверхновой 1572 года, вспыхнувшей в созвездии Кассиопеи. Её яркость была сравнима с яркостью Венеры, Попытки определить параллакс сверхновой оказались безуспешными, а это означало, что она находится далеко за пределами лунной сферы. Но звезда не участвовала и в движениях планет. Тогда Тихо Браге заключил, что она принадлежит звёздной сфере, что противоречило догме Аристотеля об абсолютной неизменности сферы неподвижных звёзд.