Галилей и отрицатели науки - Марио Ливио

Картина, складывающаяся из наблюдений Галилео за звездами, очень отличалась от древних представлений Аристотеля. Оказалось, что звезды не вмурованы в твердую небесную сферу, находящуюся сразу за орбитой Сатурна, что их наблюдаемая величина намного меньше, чем считалось раньше, что они неисчислимы и имеют огромные отличия как в яркости, так и в расстоянии до них. Фактически эта звездная система стала опасно похожей на описанный математиком и философом Джордано Бруно умозрительный космос, в котором множественные миры существуют в бесконечной Вселенной. Прекрасно зная о трагическом конце Бруно, сожженного заживо 17 февраля 1600 г.[89], Галилей был очень осторожен в описании и интерпретации своих наблюдений звезд даже в более поздней книге “Диалог”. Однако, несмотря на осторожность, его наблюдения дальних звезд галактики Млечный Путь, бесспорно, можно считать первым взглядом, брошенным человечеством в безграничные просторы Вселенной, существующей за пределами Солнечной системы.

Сегодня мы знаем, что Млечный Путь содержит от 100 до 400 млрд звезд. Основываясь преимущественно на данных космических телескопов “Кеплер” и ЕКА, современные оценки количества планет примерно земных размеров в Млечном Пути, вращающихся вокруг солнцеподобных звезд в “зоне Златовласки”, где не слишком жарко и не слишком холодно, а “в самый раз” (обитаемая зона) и где возможно существование жидкой воды на поверхности планеты, исчисляются миллиардами[90].

Седьмого января 1610 г. Галилей рассматривал планету Юпитер в телескоп с 20-кратным увеличением и заметил, что ей, по его словам, “сопутствуют три звездочки, хотя и небольшие, но, однако, очень яркие”. Галилей добавил, что эти звезды заинтриговали его, “так как они были расположены точно по прямой линии, параллельной эклиптике”. Две из них находились к востоку от Юпитера, и одна – к западу. Следующей ночью он снова наблюдал три звезды, но на сей раз все они располагались западнее планеты и на одинаковых расстояниях друг от друга, что заставило его заключить, что, возможно, Юпитер движется на восток, в противоположность предположениям, основанным на существовавших в то время астрономических таблицах.

Облака не позволили Галилею заниматься наблюдениями девятого числа, десятого же он увидел лишь две звезды к востоку от планеты. Предположив, что третья прячется за Юпитером, он начал подозревать, что движение совершает не столько Юпитер, сколько эти звезды. Небесный танец продолжался: 11 января только две звезды наблюдались на востоке, 12-го третья вновь возникла на западе (и две на востоке). Тринадцатого числа появилась четвертая звезда (три были к западу, одна к востоку от планеты), а 15 января все четыре наблюдались на западе. (Четырнадцатого снова была облачность.)

Самый ранний сохранившийся отчет Галилея о наблюдениях Юпитера и объектов, которые оказались его спутниками, находится в нижней половине черновика письма дожу Венеции (см. вклейку, илл. 7). Сейчас эта страница хранится в спецхране Мичиганского университета в Энн-Арбор. Что примечательно, рисунки Галилея в этом документе свидетельствуют, что по крайней мере до 12 января ему не приходило в голову, что спутники могут вращаться вокруг Юпитера. Он предполагал, что три небесных тела двигаются по прямой, совершенно не по-коперникански. Однако тринадцатого числа, с появлением четвертого спутника, Галилей понял, что его предположение не может быть верно, поскольку требует, чтобы один спутник прошел буквально сквозь другой. Лишь после 15 января он нашел правильное объяснение. Вывод из этих тщательных наблюдений сегодня представляется неопровержимым:

Проще говоря, Галилей открыл наличие у Юпитера четырех спутников, или лун, обращающихся вокруг него и, как наша Луна, совершающих обороты примерно в той же плоскости, в которой лежат орбиты других планет. Юпитер представлял систему Коперника в миниатюре. Тридцатого января Галилей сообщил государственному секретарю Тосканского герцогства Белисарио Винте, что четыре спутника движутся вокруг большей “звезды” (планеты), “как Венера и Меркурий и, возможно, другие известные планеты вокруг Солнца”. Он подтвердил этот факт тщательными методическими наблюдениями спутников во все ясные ночи вплоть до 2 марта. За этот период он также определил удаленность лун от Юпитера и друг от друга и измерил их яркость. Чтобы убедить всех остальных в том, что он видел, Галилей представил целых 65 схем, демонстрирующих разные конфигурации спутников, которые наблюдал.

Открытие четырех спутников Юпитера не только имело историческое значение – это были первые новые небесные тела, обнаруженные в Солнечной системе с античных времен, – но и устранило одно из серьезных возражений против гелиоцентрической модели. Последователи Аристотеля настаивали, что Земля не могла бы удержать при себе Луну, если бы вращалась вокруг Солнца. Они также задавали обоснованный вопрос: если Земля – планета, почему это единственная планета, имеющая Луну? Галилей убедительно покончил с обоими этими возражениями, доказав, что Юпитер, безусловно движущийся, поскольку обращается либо вокруг Солнца (в коперниканской системе), либо вокруг Земли (в Птолемеевой), тем не менее способен удерживать даже не одну, а четыре луны на своих орбитах! Он очень ясно выразил это в “Звездном вестнике”:

После опубликования “Звездного вестника” Галилей продолжал наблюдения за спутниками Юпитера почти три года, пока не уверился, что точно определил периоды их обращения вокруг Юпитера. Он называл это гигантское наблюдательское и интеллектуальное начинание “Атласовым трудом”, намекая на Атласа, которому бог Зевс приказал держать небо на своих плечах. Даже великий астроном Иоганн Кеплер считал невозможным определить периоды обращения, поскольку не видел очевидного способа однозначно идентифицировать и отличить друг от друга три внутренние луны. Поразительно, но выполненные Галилеем расчеты периодов отклоняются от современных значений менее чем на несколько минут.