Лунатики

Почему планеты должны были двигаться по эллиптическим орбитам, легко доказать математически. Но весь этот механизм можно представить и как перетягивание каната между притяжением и центробежной силой. Если бы веревка, на конце которой вращается камень, могла растягиваться, она попеременно удлинялась бы и сокращалась, из-за чего камень двигался бы по овалу[348]. Другим способом представить себе этот процесс является следующий: когда планета приближается к Солнцу, ее скорость возрастает. Она мчится прямиком, но удерживающая ее ладонь гравитации оборачивает планету вокруг Солнца, в результате чего та мчится в противоположном направлении. Если бы скорость планеты при подходе к Солнцу составляла ровно столько, чтобы предотвратить падение на Солнце, та вращалась бы по окружности. Но, поскольку скорость была чуточку большей, на противоположной стороне траектория "выгнется" наружу, что, в свою очередь, приведет к падению скорости и искривлению траектории уже "вовнутрь" под воздействием солнечного притяжения. После прохождения через афелий планета опять приближается к Солнцу, и весь цикл повторяется.

Эксцентричность орбиты представляет собой меру ее отклонения от окружности. Эксцентриситеты планет невелики, поскольку, учитывая общее происхождение всех тел Солнечной Системы, их скорости по касательной практически уравновешиваются с воздействием притяжения.

Но во времена Ньютона все это опиралось только лишь на домыслах, а эпоха чисто спекулятивных гипотез уже минула. И таким совершенно сумасшедшим домыслом была гипотеза, будто бы Луна постоянно "падает" на Землю, словно пушечное ядро или словно знаменитое яблоко в Саду в Вулторпе – другими словами, что земное притяжение достигает Луны, солнечное притяжение – до самых планет, а межзвездное пространство "заполнено" или "заряжено" гравитацией. Чтобы преобразовать этот странный домысел в научную теорию, Ньютон должен был представить точное математическое доказательство.

Это означало, что ему следовало вычислить центробежную силу Луны[349] и силу притяжения, с которой, якобы, Земля воздействует на Луну, а так же показать, что взаимное воздействие этих сил в результате дает теоретическую орбиту, которая совпадает с наблюдаемой орбитой Луны.

Чтобы осуществить данную операцию, Ньютону, во-первых, необходимо было знать функцию, в соответствии с которой земное притяжение уменьшается вместе с расстоянием. Яблоко падало с дерева с известным прибавлением скорости десяти ярдов в секунду в каждую секунду. А с каким ускорением двигалась бы к Земле отдаленная Луна? Другими словами, Ньютону нужно было открыть закон притяжения, который говорит, что сила гравитации уменьшается в соответствии с квадратом расстояния. Во-вторых, ему нужно было знать точную удаленность Луны от Земли. В-третьих, ему следовало решить, можно ли трактовать два громадных шара Земли и Луны абстрактно, как будто бы вся их масса была собрана в одной центральной точке. И, наконец, для облегчения расчетов, орбиту Луны следовало рассматривать как окружность.

В результате всех этих сложностей первые вычисления Ньютона совпадали с фактами только лишь "довольно неплохо", а этого явно было недостаточно. И Ньютон почти что на два десятка лет эту проблему забросил.

А за эти два десятка лет экспедиция Жана Пикара в Кайенну предоставила более точные данные относительно диаметра Земли и ее отдаленности от Луны, сам Ньютон разработал свою разновидность счисления бесконечно малых, математический аппарат, без которого к этой проблеме нечего было и подходить, и, наконец, триумвират Галлей – Гук – Врен постоянно подгоняли последующие элементы головоломки. Оркестр дошел до той стадии, котгда уже можно было услышать отдельные группы инструментов, играющие определенные фрагменты. Нужен был лишь стук дирижерской палочки, чтобы все слилось в гармоничное звучание.