Более совершенные небеса

Хотя Кеплер готовился к карьере лютеранского пастора, он принял первое полученное им предложение о работе — школьным учителем в Граце и математиком в провинции Штирия. Однажды в 1595 году, рисуя для школяров на доске повторяющуюся схему соединения Юпитера и Сатурна, он испытал озарение. Геометрия и божественная природа слились в его сознании и помогли интуитивно решить три космические загадки: почему планеты находятся на определенных расстояниях друг от друга, почему Бог создал только шесть планет и почему они вращаются с разными скоростями вокруг Солнца. В первые моменты восторга Кеплер представил сферы планет вписанными в правильные многоугольники — от треугольника к квадрату, пятиугольнику, шестиугольнику и так далее. Но поскольку правильных многоугольников существует сколько угодно, а планет только шесть, то Кеплер вскоре заменил их на более редкие трехмерные эквиваленты — так называемые правильные многогранники. Самый простой из них — тетраэдр из четырех граней, представляющих собой одинаковые равносторонние треугольники, — удачно вписался между сферами Марса и Юпитера. Куб (состоящий из шести равных квадратов) лежал в основе расстояния между Юпитером и Сатурном, а додекаэдр (образуемый двенадцатью идентичными пятиугольниками) объяснял расположение Земли внутри орбиты Марса. Чудесное совпадение пяти правильных геометрических тел с пятью межпланетными пустотами наполнило душу Кеплера ощущением счастья. Он расплакался слезами радости и направил все свои усилия в новую сторону.

«Дни и ночи я проводил за вычислениями, — писал он в своей книге 1596 года «Космографическая тайна», — чтобы проверить, согласуется ли эта идея с коперниковскими орбитами, или же мое счастье рассеется, как туман». Наконец все сошлось. Но Кеплер жаждал дополнительных подтверждений, которые, как он знал, мог дать только Тихо, владевший сокровищницей данных, полученных в результате многолетних скрупулезных наблюдений.

Иоганн Кеплер — придворный математик императора Рудольфа II

Тихо тоже нуждался в Кеплере, а именно в превосходной способности немецкого математика добывать данные ради их скрытой ценности. Если, как верил Тихо, его данные подтвердят его версию устройства Вселенной, тогда труд его жизни превзойдет достижение Птолемея и все его жертвы будут вознаграждены. Но Тихо беспокоился, что Кеплер — явный коперниканец, перепечатавший «Первое повествование» Ретика в качестве приложения к своей «Космографической тайне», — может исказить свидетельства, говорящие в пользу системы Тихо, чтобы поддержать Коперника. Поэтому недоверчивый Тихо Браге тянул время, заставляя Кеплера томиться в ожидании каждой крупицы данных, которые он соизволял сообщить. Только после внезапной смерти Тихо в октябре 1601 года и неизбежной борьбы с его наследниками за право доступа к информации Кеплер наконец овладел сокровищами Тихо и принес их в дар памяти Коперника.

«Я построил всю свою астрономию на коперникианской гипотезе устройства мира», — заявлял Кеплер в книге «Эпитома коперникианской астрономии». Он благодарил Тихо за его наблюдения, но критиковал его систему, которую считал шагом назад. Земля, доказывал он, совершенно точно движется вокруг Солнца вместе с прочими планетами, как утверждал Коперник. Но Коперник считал центром вращения планет точку рядом с Солнцем, а не само Солнце. Кеплер полагал, что это представление физически неправдоподобно, и скорректировал его. Он переместил центр всех планетарных движений в тело Солнца и приписал ему силу, которая распространялась, как свет, сквозь Вселенную и заставляла планеты двигаться быстрее или медленнее, в зависимости от расстояния до них. Мало того, что ближайшие к Солнцу планеты двигались быстрее дальних, как заметил Коперник, так еще и каждая отдельная планета периодически меняла свою дистанцию до Солнца и, соответственно, скорость. Кеплер доказал, что траектория планеты представляет собой не идеальную окружность или какое-либо сочетание таковых, а немного вытянутую двухцентровую окружность, называемую эллипсом, в одном из фокусов которого находится Солнце.

По Кеплеру, слегка сплюснутая орбита Марса лишь чуть-чуть отклонялась от идеального круга, хоть и была намного ближе к элллипсу, чем у любой другой планеты. По этой причине Кеплер считал траекторию Марса (за которой Тихо наблюдал очень тщательно и которую описал наиболее полно) «единственно возможным» путем к истинам «новой астрономии», корни которых уходят в законы физики. Если бы он взялся, например, за Юпитер или Сатурн, то тонкие особенности эллипса ускользнули бы от его внимания, вызвав непреодолимые проблемы.

«Я чуть не сошел с ума, обдумывая и просчитывая этот вопрос, — писал Кеплер о ситуации с Марсом. — Я не мог понять, почему планета склонна двигаться по эллиптической орбите. Ох, как же я смешон!»