Русь и Рим. Средневековые хронологи «удлинили историю». Математика в истории

Уже в античную эпоху астрономы начали составлять таблицы с координатами «неподвижных» звезд. В их времена представлялось, что такие каталоги – работа на вечность и что будущим астрономам выпадет на долю задача лишь уточнять координаты звезд с помощью все более изощренных и точных приборов. Но шли века, и эти каталоги переставали быть пригодными и для практических нужд навигации, и для астрономических вычислений. Звезды смещались. Впрочем, здесь необходима одна оговорка. Звездочеты древности достаточно быстро заметили, что Северный полюс – точка, вокруг которой ежесуточно вращаются звезды, – методично смещается, и определили линию, по которой идет это смещение. Заметить такое смещение, именуемое прецессией, было, видимо, не так уж трудно: хотя Северный полюс совершает полный оборот за 26 тысяч лет, ежегодное его смещение составляет более 50 дуговых секунд, так что за несколько десятков лет набегает сдвиг, который легко было обнаружить, даже пользуясь древнейшими измерительными приборами. Возникал естественный вопрос: если уж составлять звездный каталог, то в какой системе координат?

Проще и на первый взгляд естественней воспользоваться экваториальной системой, отмеряя широтное расположение звезд от полюса, положение которого за две-три ночи можно определить с идеальной точностью (насколько позволяют приборы). Первый (черновой) текст любого старинного звездного каталога наверняка именно в такой системе координат и составлялся. Но что делать дальше? Через 20 лет такой каталог устаревает, поскольку, благодаря прецессии, накопится сдвиг точки полюса, уже обнаруживаемый визуально. Пересчитывать же каталог для нового положения полюса – работа весьма и весьма сложная и кропотливая: пришлось бы менять и широтные, и долготные координаты каждой звезды (причем как та, так и другая величина меняются по сложным геометрическим зависимостям), и ошибки, количество которых с каждым пересчетом будет накапливаться, неизбежны. Тем более что тригонометрии, в которой можно было бы найти формулы для пересчета угловых координат, не говоря уж о таблицах синусов и косинусов, в те древние века не существовало. Приемы же арифметических расчетов были невероятно громоздкими, поэтому использовались графические методы. Для каждой звезды приходилось рисовать отдельный чертеж, изображающий ее сдвиг по сетке координат. И такая работа через каждые 20 лет! …

В таком случае не разумнее ли перейти в другую систему координат, именуемую эклиптикальной, приняв за «полюс» центр той окружности, по которой в ходе прецессии движется звездный Северный полюс? Минус здесь в том, что придется провести пересчет координат всех звезд (из чернового варианта каталога) немедленно, а не через 20 лет; но зато огромный плюс в том, что эклиптический полюс, находящийся в созвездии Дракона, как предполагали тогда, неподвижен и звездный каталог с пересчитанными от эклиптического полюса координатами всех звезд становится… вечным. Представленные в нем эклиптические широты звезд вообще не будут меняться, а в эклиптические долготы их хотя и нужно будет вносить поправку, но это уже просто: она одинакова буквально для всех звезд и увеличивается ежегодно на величину 50,24\'\'.

Вот почему, несмотря на огромную техническую сложность этой работы, древние звездные каталоги (точнее, их окончательные тексты) составлялись именно в эклиптических координатах: хлопотно, зато навечно. Однако трудолюбивые старинные астрономы ошибались. Точка эклиптического полюса все-таки не стоит на месте, да и линия, по которой движется Северный полюс, не является идеальной окружностью. Вечного и неподвижного нет нигде и ничего – ни на земле, ни в небе. Убедившись в этом, современные астрономы давно уже отказались от «вечной» эклиптической системы звездных координат и вернулись к системе координат экваториальных. Кроме того, было обнаружено, что некоторые звезды движутся относительно «неподвижного фона».

В XIX веке возник новый интерес к полузабытым древним звездным каталогам: предполагалось, что можно будет, сопоставив старые и новые координаты, определить собственную скорость движения каждой звезды по ночному небу. Однако точность старинных таблиц оказалась для такой работы слишком низкой. Гораздо надежней оказалось опереться на каталоги, составленные всего лишь 20–30, а не 1000 лет назад. В наше время среди астрономов наблюдается повторная вспышка интереса к ним, но уже по причине прямо противоположной: зная (теперь уже) собственные скорости звезд, интересно проверить датировку тех древних каталогов, относительно времени создания которых возникли сомнения.