Царство Солнца. От Птолемея до Эйнштейна

Открытие Урана принесло Гершелю  славу. Он получил медаль Королевского  общества и был избран его членом, а через год после открытия его назначили на должность личного астронома Георга III. Наверное, помогло и то, что он назвал новую планету звездой Георга. Затем, в 1788 г., он женился на богатой вдове и всю оставшуюся жизнь мог посвящать наблюдению небес, не имея больше никаких проблем, ни  финансовых, ни каких-то других.

Затем Гершель обнаружил новые  небесные тела. В 1787 г., наблюдая Уран  (наверное, он часто возвращался к своей  собственной планете), он открыл у него два небольших спутника, назвав их Титанией и Обероном. Впервые небесное тело (не  считая комету Галлея) получило имя, не  входившее в греческую и римскую мифологию. Титания и Оберон были королевой и  королем фей в английском фольклоре. Они стали самым маленькими спутниками,  открытыми к тому моменту, — с диаметром примерно в 1500 километров.

В 1789 г. Гершель завершил создание  самого крупного телескопа своего времени. На его строительство ушло 5 лет, он имел  длину 12 метров и зеркало в 122 сантиметра. Гершеля удовлетворило только третье  отполированное им зеркало. В первый же день, когда астроном стал в него смотреть, он  навел его на Сатурн и открыл шестой спутник Сатурна. Спустя три недели он открыл и седьмой. Они располагались к Сатурну  ближе, чем предыдущие пять, и были  меньшего размера. Сейчас считается, что каждый имеет диаметр всего около 450 километров.

Гершель назвал их Мимас и Энцелад.  Таким образом, он снова вернулся к греческой мифологии, поскольку это были два гиганта, которые вместе с Сатурном и другими титанами боролись против Юпитера.

Всю оставшуюся жизнь Гершель почти все время наблюдал двойные звезды и  изучал их движение. К 1793 г. его наблюдения двойных звезд оказались достаточно  длительными, чтобы он смог обнаружить, что они вращаются вокруг друг друга и их  движение подчиняется закону Ньютона.

Это было потрясающей демонстрацией того, что закон всемирного тяготения  действительно всемирен. Ему подчинялись не только движения планет вокруг Солнца и спутников вокруг планет, но и движение звезд вокруг друг друга. Даже на удалении многих миллиардов километров великий  закон Ньютона соблюдался.

Гершель умер в 1822 г. в возрасте  восьмидесяти пяти лет. Он открыл новую планету и четыре новых спутника. Более того — он  положил в астрономии начало новому  увлечению: охоте на планеты.

ТАБЛИЦА РАССТОЯНИЙ

Гершель успел увидеть, как это увлечение распространяется. После Галилея все вели  наблюдения через телескопы. После Ньютона все рассчитывали орбиты. Теперь, после Гершеля, все искали планеты.

Более того: охотники за планетами  чувствовали, что у них есть путеводитель, новое правило относительно расстояния  планет от Солнца. Еще со времен Кеплера  астрономы пытались понять, почему планеты находятся от Солнца именно на таких  расстояниях. Если смотреть от Солнца, то  кажется, что планеты отстоят все дальше и дальше друг от друга.

Так, Меркурий находится от Солнца в среднем на расстоянии 58 миллионов  километров, Венера — 108 миллионов  километров, Земля — 150 миллионов, Марс — 228 миллионов, Юпитер — 778 миллионов и Сатурн — 1426 миллионов. Расстояния между планетами, начиная с расстояния между Меркурием и Венерой,  составляли примерно 57 миллионов, 47 миллионов, 88 миллионов, 435,5 миллиона и 725,5  миллиона километров. Если не брать в расчет Меркурий (и действительно, у его орбиты эксцентриситет намного больше, чем у  других, так что от него можно ожидать  странностей), то расстояние между планетами стремительно росло.

Никто не знал, почему это так. Однако в 1766 г. немецкий астроном Иоганн Даниэль Тициус в связи с этими расстояниями ввел интересный прием.

Он сказал: предположим, вы  записываете последовательность чисел. Начните с 0, затем возьмите 3, а потом пусть следующее число будет вдвое больше предыдущего. Эта последовательность будет выглядеть так: 0, 3, 6, 12, 24, 48, 96 и так далее.

Теперь прибавьте к каждому числу  последовательности 4, так чтобы она стала такой: 4, 7, 10, 16, 28, 52, 100 и так далее.

Теперь предположим, что мы назовем  расстояние от Земли до Солнца 10 и запишем расстояния до всех остальных планет в виде пропорции. Например, расстояние от Венеры до Солнца составляет 0,72 от расстояния  Земли до Солнца. Если расстояние до Земли  считается 10, то расстояние до Венеры следует взять как 0,72 х 10, или 7,2. То же самое можно проделать и для остальных планет.

Результаты приведены в следующей  таблице:

Заметьте: если не считать число 28 в  таблице Тициуса, расстояния планет до  Солнца очень близко соответствуют его цифрам.