Краткая история науки

Строились все более крупные телескопы, и это позволяло ученым заглядывать дальше и дальше в пространство, открывать новые звезды и даже галактики. Одним из наиболее известных наблюдателей за небом стал немец, обосновавшийся в Англии. Уильям Гершель (1738–1822). Он был музыкантом, но больше интересовался небом.

Одной ночью в 1781 году он заметил новый объект, который вовсе не был звездой. Сначала Гершель решил, что наткнулся на комету, и он описал ее для любителей астрономии города Бат, где он жил. Но известие привлекло внимание, и быстро стало ясно, что это не комета, а новая планета.

В конечном счете ее назвали Ураном, взяв имя бога из греческой мифологии.

Это открытие изменило жизнь Гершеля и позволило ему всецело посвятить себя астрономии. Король Георг III, принадлежавший к Ганноверской династии – тоже родом из Германии, – заинтересовался работами земляка, он помог ему построить крупнейший телескоп в мире и в конечном счете пригласил поселиться в окрестностях Виндзора, где располагался один из королевских замков.

Гершель настолько был увлечен наблюдениями за небом, что после переезда он устроил свою жизнь так, чтобы не пропустить ни единой ночи. В исследованиях ему помогала сестра Каролина (1750–1848), также бывшая опытным астрономом, ну а сын Уильяма Джон (1792–1871) продолжил работу отца, превратив науку в семейное дело.

Уильям Гершель не только разглядывал звезды, планеты и прочие небесные тела, он также размышлял над тем, что видел. Поскольку у него был лучший телескоп в мире, он мог видеть дальше коллег и создавать звездные каталоги более подробные и точные, чем публиковались до него.

Он догадался, что наша галактика. Млечный путь, не единственная во Вселенной, и долго и напряженно размышлял по поводу туманностей, тех областей неба, которые выглядят размытыми белыми пятнышками. Немногие из них можно при удаче различить и невооруженным взглядом, но телескоп Гершеля показал, что таких объектов много. В то же время некоторые участки Млечного пути тоже выглядят размытыми, и астрономы предположили, что туманности – это просто скопления звезд.

Гершель показал, что в некоторых случаях это действительно так, но другие представляют собой громадные облака газа, вращающиеся далеко-далеко в космосе. Помимо того, наблюдая за двойными звездами – парами звезд, расположенных близко друг к другу («близко» по космическим масштабам), он показал, что их поведение можно объяснить, используя концепцию гравитационного притяжения.

Идеи Ньютона преодолели гравитацию нашей планеты и дотянулись до самых дальних уголков пространства.

Законы гравитации и движения, а также математический анализ силы, ускорения (увеличения скорости) и инерции (тенденция продолжать движение по прямой линии) – все это изучено сэром Исааком – стали руководящими принципами для натурфилософов восемнадцатого века.

Никто не сделал больше, показывая, как много содержится в этих принципах, чем француз Пьер-Симон де Лаплас (1749–1827). Лаплас работал с Лавуазье, которого мы встретим в главе 20, но в отличие от своего невезучего друга. Лаплас пережил Французскую революцию без проблем. Наполеон восхищался им, и он стал ведущей фигурой в науке своей страны почти на полвека.

Лаплас использовал законы Ньютона и его уравнения, чтобы продемонстрировать, как можно анализировать движение объектов в небе и как можно с высокой степенью точности предсказать траектории планет, звезд, комет и астероидов. Он разработал теорию происхождения Солнечной системы, описал, как миллионы лет назад она появилась из первичного взрыва; Солнце отбросило громадные облака раскаленного газа, и те, постепенно остывая, стали планетами (и спутниками планет).

Он назвал это «небулярной гипотезой» (nebula – туманность на латыни) и предложил сложные уравнения в доказательство того, что все так и обстояло на самом деле. Лаплас описал версию того, что мы сейчас именуем Большим взрывом, хотя современные физики знают на порядок больше того, чем мог знать французский ученый.

Лаплас был настолько впечатлен мощью ньютоновских законов механики, что он верил – если бы мы только могли знать, где находится каждая частица Вселенной в конкретный момент, то мы смогли бы предсказать процесс развития мироздания до самого его конца. Он отдавал себе отчет, что на практике сделать подобное невозможно, и имел в виду, что законы движения и материи таковы, что Вселенная функционирует подобно хорошо сделанным часам, что она показывает точное время.

И этот взгляд на мироздание был основным почти сто лет после того, как Лаплас умер.

Глава 19 Упорядочение мира