Извечные тайны неба

Бессель родился в 1784 г. в семье советника юстиции из неприметного немецкого городка Миндена. Материальные трудности родителей заставили Фридриха в 15 лет пойти учеником в богатую бременскую торговую контору. Просиживая за конторским столом, подросток мечтал через 7 лет обучения стать служащим конторы, ее разъездным торговым агентом, сопровождающим товары в далекие заморские страны. Мысли о заморских плаваниях заставили его заняться заблаговременной подготовкой: он самостоятельно постигает историю, теорию и практику торговли, иностранные языки. Основательный во всех своих начинаниях, Фридрих Бессель берется и за навигацию. Разумеется, в XIX в. морская навигация была неотделима от астрономии.

Так, начав с сугубо земных устремлений, Бессель увлекается научными изысканиями. Серьезным стимулом к этому послужило его знакомство с бременским врачом Ольберсом – известным астрономом, который с первых же шагов оценил дарование Бесселя и направил его юношеские усилия по верному руслу. Имя молодого конторщика регулярно появляется в серьезных научных изданиях. Через 7 лет обучения торговому делу Фридрих Бессель пренебрегает карьерой преуспевающего коммерсанта, высоким жалованием и безоблачным будущим. По собственному выражению, он предпочитает «бедность, но звезды» и занимает скромное место ассистента астронома в городке Лилиентале.

В 25 лет пожитки Бесселя остаются скудными, зато его научный багаж настолько весом, что вскоре он получает предложение возглавить университетскую обсерваторию в прусском городе Кенигсберге. В ней он работает до конца своих дней (1846 г.).

Точнейшее определение положения на небе значительного числа звезд – вот проблема XIX в., решение которой должно было составить надежный фундамент будущего прогресса астрономии. По отношению к звездам можно с той же высокой точностью прослеживать пути Солнца, Луны, планет, астероидов, комет. Данные о точных положениях множества звезд сулят богатые возможности для их статистического анализа. И нменно Бесселю предстояло провести коренное обновление всей наблюдательной позиционной астрономии.

Каждый измерительный астрономический инструмент, любил повторять Бессель, рождается дважды. Первый раз его создает руками мастер из металла и стекла. Этот инструмент, конечно же, не может быть математически идеален. Но его второе рождение во власти астронома-наблюдателя. Астроном в силах изучить отличия реального инструмента от его математического прообраза, т. е. изучить систематические ошибки, присущие данному инструменту. Астроном в состоянии выполнять измерения в таком порядке, чтобы либо полностью исключить инструментальные ошибки, либо компенсировать их влияние, вводя в результаты необходимые поправки. Теория инструментальных ошибок Бесселя резко повысила точность измерений, и именно такой подход к астрономическим наблюдениям применяется до наших дней.

Будучи превосходным математиком, Бессель создал полную теорию редукций позиционных измерений. Ведь непосредственные результаты астрономических измерений искажаются влиянием многих факторов: рефракции, аберрации, прецессии, нутации и так далее. Чтобы сравнивать между собой измерения, выполненные в разных местах и в разное время, их следует предварительно привести в некоторую общую систему. Каждый астроном решал эту задачу не только по-своему, но еще и недостаточно полно. Бессель же сумел решить ее настолько математически всеобъемлюще, что основа бесселевой системы редукций не претерпела изменений до настоящего времени.

1793 год. Монтировка зеркального телескопа И. Шретера в его обсерватории в Лилиентале близ Бремена, где начинал свой научный путь Ф. Бессель

Бессель взял на себя чудовищный труд по обработке наблюдений Джеймса Брадлея.

Директор Гринвичской обсерватории Дж. Брадлей с лучшими инструментами своей эпохи выполнил 62 тысячи измерений, обработав из них лишь ничтожную толику. Наблюдения Брадлея были опубликованы, однако оставались по существу тоннами «руды», из которой предстояло извлечь крупицы золота. Двенадцатилетние наблюдения Брадлея потребовали 8 лет напряженных вычислений. Пользуясь составленными им таблицами, Бессель ввел необходимые редукции и обработал все наблюдения Брадлея. В итоге он опубликовал точнейший каталог положений 3222 звезд.

К трудам Бесселя восходит острая современная проблема создания фундаментального звездного каталога – такого каталога положений звезд, который на больших интервалах времени не «размывался» бы из-за влияния разного рода систематических ошибок и столетиями сохранял бы свои высокие достоинства.

Бесель стал родоначальником «астрономии невидимого». Он обнаружил, что собственные движения звезд Сириуса и Проциона среди других звезд чуть-чуть отклоняются от прямых линий (вспомните иллюстрацию с волнистым путем по небу «летящей звезды» Барнарда на с. 83). Бессель первым среди астрономов высказал смелое суждение, что обнаруженные им неправильности объясняются невидимыми компонентами – «спутниками» звезд. И это предположение в дальнейшем полностью подтвердилось.