Дневная звезда. Рассказ о нашем Солнце

Один из гигантов греческой астрономии Аристарх из Самоса (320—250 гг. до н.э.) сделал попытку использовать геометрию Эвклида для измерения расстояний, о которых до него имели весьма смутное представление. Так, например, Анаксагор (500—428 гг. до н.э.) учил, что Солнце представляет собой раскаленный камень диаметром 50 км. Метод Аристарха совершенно верен, но трудно применим на практике. Он доказал, что в тот момент, когда мы видим на небе точно половину Луны, угол между направлениями Солнце — Луна и Земля — Луна должен быть прямым. Тогда измерение угла между направлениями от Земли до Луны и до Солнца дает возможность определить все углы треугольника Солнце — Луна — Земля.

Аристарх измерил этот важный угол (Солнце — Земля — Луна) и получил величину, равную 87°. На основании этого он сделал вывод, что Солнце примерно в 20 раз дальше от Земли, чем Луна, и находится на расстоянии 6 млн. км. Но прежде чем отнестись пренебрежительно к Аристарху из-за такой большой ошибки, вспомните, что он был первым астрономом, который понял, что Земля вращается вокруг Солнца и что Луна светит за счет отраженного солнечного света. По крайней мере Аристарх показал, что размеры солнечной системы огромны по сравнению с земными масштабами. Солнце дало возможность понять, что Вселенная гораздо больше Земли, что являлось для того времени значительным достижением. Трудность этого наблюдения — одного из немногих реальных наблюдений, проведенных греческими учеными,— состоит в необходимости точно предсказать время, когда Луна будет находиться в своей половинной фазе.

Рис. ГЕЛИОЦЕНТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМЕ КОПЕРНИКА.

Расстояние очень сильно зависит от правильного нахождения угла, а так как угол в 87°, определенный Аристархом, далек от истинного значения, равного 89,85°, то его расчеты расстояния оказались совершенно неверными.

Прошло еще 2 тыс. лет, пока новый научный метод, возникший в XVI веке, начал использоваться для определения размеров солнечной системы. Все началось с Коперника (1473—1543), который в своей книге, опубликованной лишь в год его смерти, выдвинул смелые доводы в пользу того, что именно Солнце находится в центре солнечной системы и что оно не обращается вокруг Земли. В это время господствовало учение Аристотеля, ставшее преобладающим начиная с XIII века. Согласно философским воззрениям Аристотеля, Земля является центром Вселенной. Идеи Аристарха были преданы забвению. Вначале идеи Коперника снискали расположение католической церкви, они были признаны ошибочными только в 1616 г. Выводы Коперника стали составной частью идей, вызвавших интеллектуальное брожение, охватившее Европу в XVII веке.

Тихо Браге (1546—1601), первый наблюдатель в современном смысле этого слова, начал проводить систематические наблюдения за движениями планет в прекрасно оборудованной обсерватории, расположенной на побережье Швеции. Иоганн Кеплер (1571—1630) некоторое время работал помощником Тихо, а после смерти последнего унаследовал все накопленные его учителем данные наблюдений. Кеплер, мистик и астролог, провел фантастически огромную работу по анализу и интерпретации наблюдений Тихо. После двух десятилетий упорного труда он пришел к установлению ряда новых закономерностей. Он обнаружил, что планеты обращаются вокруг Солнца по эллиптическим орбитам, нашел связь между размером орбиты и временем обращения планеты вокруг Солнца, определил характер изменения скорости движения планеты по ее траектории. Эта работа упрочила положение Солнца как неизменного владыки солнечной системы. Исаак Ньютон (1642—1727), блестящий английский математик, был тем человеком, который раскрыл причины такой поистине королевской власти Солнца.

Кеплер установил ряд законов. Ньютон показал, почему планеты, вращающиеся вокруг Солнца, подчиняются этим законам. Использовав развитую им новую область математики, а именно дифференциальное исчисление, Ньютон объединил силы Земли и неба в единый замечательный синтез: он открыл закон всемирного тяготения. Хорошо известен рассказ о том, как падение яблока привело Ньютона к установлению этого закона. Он показал, что сила, которая притягивает падающий предмет к Земле, удерживает Луну на ее орбите вокруг Земли. Развивая эту идею, он смог показать, что планеты удерживаются на своих орбитах силой притяжения со стороны Солнца. Эллиптическая форма орбит совершенно естественно вытекает из теории Ньютона.