Шалости Урана

В 1820 г. французский астроном Алекси Бувар составлял новые таблицы, в которых отражалось положение Юпитера и Сатурна в различные моменты прошлого и будущего. У него не возникло проблем. Математические расчеты полностью совпадали с реальными наблюдениями, которые проводились и течение многих лет.

Бувар попытался проделать то же для повой планеты, Урана, — и тут у него начались трудности. Как астроном ни пытался рассчитать его орбиту с помощью гравитационной математики, он не мог добиться, чтобы результаты совпадали со всеми наблюдениями за положением Урана, которые проводились с 1690 г., когда планету впервые увидел и зарегистрировал Флэмстид (который, конечно, не знал, что это — действительно планета). Различие между расчетными положениями и зарегистрированными реальными было невелико. По правде говоря, это различие было настолько мало, что его невозможно было заметить без телескопа. Однако оно было достаточно большим, чтобы не давать Бувару покоя. ... Читать дальше »

Не четыре, а тысячи

Но почему малых планет должно было оказаться всего четыре? Были ли эти малые миры осколками взорвавшейся «настоящей» планеты? Некоторые предполагали, что это именно так. А если так, то почему бы не существовать гораздо большему, числу осколков? Пиацци, например, утверждал, что их должно быть больше.

В 1830 г. немецкий астроном М. Хенке снова начал поиски. Они заняли пятнадцать лет, но он не сдавался и наконец в 1845 г.

нашел пятую малую планету, которую назвал Астреей, по имени греческой богини правосудия. Она была на тот момент самой маленькой — всего около 180 километров в диаметре.

После этого дела почему-то пошли быстрее. Еще три малые планеты были открыты в 1847 г., одна — в 1848 г., одна — в 1849-м, три — в 1850-м, две — в 1851-м и не меньше шести — в 1852-м. Некоторые из них имели диаметр более 150 километров. Кое-кто из астрономов начал специализироваться на поиске планетоидов. Хенке обнаружил еще один, который назвал Гебой ... Читать дальше »

Не одна, а четыре

Немецкая команда, искавшая планеты, не могла поверить, что поиск окончен. Или, может быть, после таких капитальных приготовлений им просто невыносимо было ничего не делать, и они решили просматривать небеса, чтобы обнаружить там все, что удастся.

Как бы то ни было, они продолжали наблюдать — и в 1802 г. Ольберсу опять повезло. Он заново обнаружил Цереру, а теперь нашел еще одну движущуюся звезду, очень похожую на нее. Гаусс взял наблюдения Ольберса, рассчитал орбиту — и оказалось, что эта новая планета тоже вращается между Марсом и Юпитером. Ольберс назвал новую планету Палладой (одним из имен Афины, греческой богини мудрости). Однако тогда как орбита Цереры была почти круговой, орбита Паллады имела большой эксцентриситет.

Это было удивительно и, несмотря на оптимизм охотников за планетами, неожиданно. Две планеты в одной области пространства! А впереди ждали новые открытия.

В 1804 г. третью небольшую планету открыл еще один член нем ... Читать дальше »

Глава 8. Более новая планета

Пробел в таблице

К 1800 г. астрономия превратилась в хорошо организованную науку. Существовал целый ряд обсерваторий, множество телескопов. Дни одиночек вроде Галилея или даже Гершеля казались отошедшими в прошлое.

Вот почему поисками недостающей планеты между Марсом и Юпитером не занимался кто-то один. Двадцать четыре немецких астронома образовали нечто вроде корпорации но поиску планеты. Они устроили все с немецкой точностью, разделив небо на двадцать четыре участка: каждому члену выделили свой участок. Все необходимые приготовления были сделаны.

А пока они готовились, некий итальянский астроном из Палермо (это на Сицилии) открыл эту планету.

Этим астрономом был отец Джузеппе Пи-ацци, монах, который заинтересовался астрономией только в пожилом возрасте. Правительство Неаполя, которому в то время принадлежала Сицилия, финансировало строительство обсерваторий в Неаполе и в Палермо.

Пиацци особенно заин ... Читать дальше »

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 Меркур ... Читать дальше »

Дальнейшие приключения Гершеля

В каком-то смысле даже странно, что до Гершеля Уран не был признан планетой. На самом деле его даже невооруженным глазом можно видеть как тусклую звезду. Люди с хорошим зрением (или хорошими очками), которые знают, куда именно смотреть в безлунную ночь, могут без труда его увидеть.

Конечно, нельзя винить древних людей, не имевших телескопов. Все остальные планеты были по-настоящему яркими. Кто мог требовать, чтобы они пристально наблюдали за каждой тусклой звездой, проверяя, не является ли она тоже планетой.

Тем не менее до Гершеля Уран наблюдали несколько астрономов, вооруженных телескопами. Его не менее семнадцати раз помечали на звездных картах и таблицах до того, как Гершель сделал свое открытие. Гершель это обнаружил, когда стал проверять старые звездные карты — не обнаружится ли там «звезда» на том месте, где в момент составления карты должен был находиться Уран. Он нашел его в каталоге 1690 г., составленном Флэмстидом, п ... Читать дальше »

Комета, которой не было

Через четверть века после посмертного триумфа Галлея было сделано еще одно удивительное и совершенно неожиданное открытие. Его автором был немец, которого звали Фридрих Вильгельм (Вильям) Гершель. В 1759 г. в возрасте двадцати одного года он переехал в Англию, чтобы стать музыкантом (его отец тоже был музыкант). Там Гершель стал дирижером военного оркестра, а потом остался в стране, чтобы стать астрономом и прославиться.

К 1770 г. его настолько заинтересовала астрономия, что он совершенно забросил музыку. Поскольку телескоп добыть было трудно, Гершель начал делать его сам. Они с сестрой отполировали тысячи зеркал и изготовили для себя такие прекрасные телескопы, каких еще ни у кого в мире не бдоло. Их телескопы были не длинными, а широкими, чтобы улавливать как можно больше света.

Скоро Гершель уже все свое время проводил, наблюдая за небесами. Он наблюдал Миру (переменную звезду, о которой я упоминал в главе 3) и опубликовал статьи о ... Читать дальше »

Глава 7. Новая планета

Возвращение кометы

Точно так же, как телескоп привел к новым открытиям после Галилея, так и гравитация дала новые открытия после Ньютона. За Ньютоном пришли новые математики, которые расширили его систему и показали, как можно объяснить различные движения небесных тел, которые не объяснил сам Ньютон.

Например, перигей (ближайшее положение но отношению к Земле) и апогей (самое далекое положение по отношению к Земле) Луны не находятся в одной и той же точке пространства. С каждым оборотом они чуть смещаются и делают полный оборот вокруг Земли, возвращаясь к своему начальному положению чуть меньше чем за девять лет.

В 1749 г. швейцарский математик Леонард Эйлер разработал уравнение, которое объясняло это движение за счет сил притяжения.

Стало возможным обнаруживать даже очень слабые эффекты, которые давали весьма интересную информацию. В 1757 г. французский математик Алекси Клод Клеро вычислил количество вещества Луны ... Читать дальше »

И стал свет

А теперь посмотрим, что это означало для астрономии. Математика гравитации дала единое объяснение всем фактам, которые были открыты касательно движения небесных тел.

Например, поскольку Солнце во много раз больше, чем все остальные тела Солнечной системы, оно имеет самую большую силу притяжения. Вот почему тела вращаются вокруг него, а не вокруг Земли. Луна меньше Земли (ее масса составляет всего '/«> массы Земли) и находится близко от нее, так что сила притяжения Земли в ее районе была сильной, поэтому Луна вращается вокруг нас.

Математику гравитации можно было использовать для того, чтобы показать, что планеты могут двигаться вокруг Солнца только по определенным кривым, называемым коническими сечениями, причем Солнце будет находиться в одном из фокусов. На самом деле Ньютон показал, что все три закона Кеплера совершенно логично выводятся в том случае, если принята математика гравитации.

Удалось объяснить даже некоторые мелочи, которые ... Читать дальше »

Почему Луна не падает

Например, еще до того, как были сделаны открытия относительно света, Ньютон проявил себя блестящим математиком. В 1665 г. он разработал то, что называется теорией биномов, которая помогает изучать свойства определенных алгебраических выражений.

Еще более важным было создание нового раздела математики, который он начал создавать начиная с 1666 г. и который назвал «флюксиями»; он сейчас носит название дифференциального и интегрального исчисления. С его помощью стало возможно анализировать величины, которые постоянно менялись. Дифференциальное и интегральное исчисление стало гораздо более мощным инструментом анализа движения небесных тел, нежели греческая геометрия. Современные физики и астрономы были бы без него беспомощны.

Сам Ньютон стал использовать свое исчисление для того, чтобы решить ту задачу, которая один раз уже поставила его в тупик, — что и привело его к самому важному открытию. Это произошло так.

Ньютон был членом лонд ... Читать дальше »