Вселенная с нуля. От Большого взрыва до абсолютной пустоты

Для Аристотеля Вселенная была сравнима с живым организмом, конечным в пространстве и бесконечным во времени, единым и сферическим, как само небо. Изменения подлунного мира объяснялись взаимодействием свойств четырех стихий (холод для земли и воды, влажность для воды и воздуха, тепло для воздуха и огня, сухость для огня и земли), в то время как неизменность эфира влекла за собой неизменность неба.

☛ СМ. ТАКЖЕ

Теорема Фалеса (–560)

Новые перспективы (1543)

– 240 В Александрийской школе

В 331 году до нашей эры Александр Великий основал Александрию, превратившуюся в самый большой город Древней Греции. В нем взошла звезда царей династии Птолемеев, сделавших его интеллектуальной столицей Средиземноморья.

Птолемей I Сотер («Спаситель») построил в Александрии заведение, которое сегодня бы назвали высшим учебным и научно-исследовательским. Оно стало известно миру под именем Александрийской школы. В нее входили мусейон (храм Муз, или мусей), учебные помещения, лаборатории и библиотека, ставшая воистину огромной во времена второго и третьего царей династии – в ней хранились сотни тысяч рукописей. В течение почти целого тысячелетия Александрийская школа была чрезвычайно влиятельным научным центром. Ученым здешней астрономической школы, неотделимой от математической, человечество обязано серьезными достижениями в области знаний о Вселенной – начало им положили выдающиеся исследователи космоса: Аристарх Самосский и Эратосфен.

Аристарх Самосский, астроном Александрийской школы, в своем труде «О величинах и расстояниях Солнца и Луны» впервые оценил расстояния от Земли до Солнца и до Луны. Эти оценки получили удивительно изобретательно, но они были очень приблизительными… Наблюдая за Луной на небосводе, Аристарх обнаружил, что она тратит около часа на перемещение на расстояние, равное ее диаметру. А с другой стороны, он знал, что полное лунное затмение, когда большая часть лунного шара погружена в цилиндр тени, отбрасываемой Землей, длится около двух часов. Отсюда он заключил, что диаметр цилиндра тени равен трем лунным и, следовательно, диаметр Земли в три раза больше, чем диаметр Луны. На самом деле он больше лунного почти в четыре раза.

Затем, приняв для простоты расчета, что угол, под которым мы видим Луну (кажущийся диаметр), равен двум градусам (на самом деле – полградуса), Аристарх сделал вывод, что расстояние Земля – Луна равно девятнадцати земным радиусам (на самом деле – чуть бо`льше шестидесяти). Метод расчета был весьма остроумным, однако сами расчеты страдали многочисленными неточностями, начиная с видимого диаметра Луны. Но для такого ученого, как Аристарх, философа не в меньшей степени, чем астронома, методика имела большую важность, чем результат. Можно предположить, что Аристарх и не измерял видимый диаметр Луны; к тому же он использовал значение в два градуса исключительно для удобства представления расчетов – даже в те времена получить более точное значение было не очень сложно.

Принимая во внимание, что, когда Луна находится в своей первой четверти, Солнце, Земля и Луна образуют вершины прямоугольного треугольника, Аристарх определил, что расстояние Земля – Солнце в девятнадцать раз больше, чем расстояние Земля – Луна (на самом деле – в четыреста раз). Измерения Аристарха, несмотря на грубые ошибки, позволили ему впервые построить гелиоцентрическую систему мира. По его мнению, маленькие блуждающие звезды должны были бы вращаться вокруг больших. Он поставил Солнце в центр мироздания и описал два вида вращения Земли – вокруг своей оси и вокруг Солнца. Согласно этой гипотезе, звезды должны быть видимы с Земли под разными углами в зависимости от времени года. Аристарх пришел к выводу, что эта угловая разница – параллакс – существует на самом деле, но наблюдать ее невозможно из-за слишком большого расстояния, отделяющего нас от звезд. И на этот раз он был абсолютно прав!

В 240 году до нашей эры, по просьбе Птолемея III, Александрийскую библиотеку возглавил Эратосфен. Он изучал астрономию, математику, географию, и его вклад в астрономию был весьма значителен: таблицы затмений, каталог звезд из шестисот семидесяти пяти объектов, измерение наклона эклиптики к экватору…

Основной труд Эратосфена был посвящен измерению окружности Земли чисто геометрическими методами. Мыслитель знал, что в полдень, в день летнего солнцестояния, когда Солнце стоит в самой высокой точке, оно освещает дно очень глубокого колодца, вырытого в Сиене (сегодня это Асуан, на юге Египта); значит, Солнце находилось на одной вертикали с Сиеной. Эратосфен заметил, что в тот же день и в тот же час в Александрии у обелиска была небольшая тень; значит, Солнце не находилось на одной вертикали с Александрией.