Наука. Величайшие теории. №4. Кеплер. Движение планет. Танцы со звездами - Эдуардо Баттане Лопец

Астрономия имеет две точки опоры: наблюдение и теорию. Судьба свела вместе двух астрономов – лучшего наблюдателя и лучшего теоретика, Браге и Кеплера. Однако их взаимное научное притяжение наткнулось поначалу на такую же сильную личную неприязнь. Впрочем, ученые смогли пересилить себя, и результат оказался грандиозным: три закона Кеплера о движении планет, первые шаги к созданию теории тяготения Ньютона. Тихо Браге хотел, чтобы Кеплер оставил Землю в центре мира. Однако коперниканец Кеплер ослушался Браге и поставил в центр мира Солнце.

Сотрудничество Тихо Браге (1546-1601) и Кеплера стало решающим для развития астрономии. Великий наблюдатель нуждался в великом теоретике, а великий теоретик не меньше нуждался в великом наблюдателе. Их встреча произошла в Праге – здесь оба нашли пристанище в результате изгнания из родных стран. После того как умер монарх – покровитель Тихо Браге, астроном был выселен со своего острова-обсерватории Вен в Дании. Его обвиняли в том, что он не принял за 18 лет ни одного причастия, однако главной причиной были расточительство Браге и деспотизм по отношению к местным жителям и слугам. Наблюдатель сменил несколько стран, пока наконец не получил в Праге должность математика при дворе императора Рудольфа И, серьезно увлекавшегося астрологией и астрономией.

Он обосновался в Бенатеке, городке неподалеку от Праги, и руководил строительством новой обсерватории. Воодушевленный император оказывал Браге всяческую помощь (впрочем, не всегда регулярную) для того, чтобы тот смог построить обсерваторию, ничем не уступающую Ураниборгу в Дании, где астроном работал раньше. Здесь Браге прочитал работу Кеплера «Тайна мира», которую тот отправил ему для комментариев и критики. Выдающийся астроном был восхищен прочитанным и пригласил молодого математика погостить. Кеплер воспользовался возможностью познакомиться с Тихо Браге и получить от него самые точные данные о планетах. Браге же надеялся, что математик приведет результаты его наблюдений в соответствие с моделью, согласно которой Меркурий и Венера вращались вокруг Солнца, а Солнце и другие планеты – вокруг Земли, которую Тихо Браге продолжал считать центром мира.

ТРИ МОДЕЛИ ВСЕЛЕННОЙ

На рисунке 1 воспроизведена модель Птолемея, основанная на интуитивном понимании Вселенной в соответствии с принципом «динамической демократии». Мы видим множество неподвижных объектов в нашем окружении и некоторые движущиеся звезды. Подсознательно мы считаем, что большинство объектов неподвижны, и на этом основании заключаем, что Земля также неподвижна. Система Тихо Браге изображена на рисунке 2. Эта модель считается переходной и немного усложненной. В действительности она не лишена зерна истины, потому что Меркурий и Венера никогда сильно не отдаляются от Солнца. Наконец, на рисунке 3 представлена система Коперника. На моделях не отмечены эпициклы. Модель Кеплера соответствовала модели Коперника, но отличалась эллиптическими орбитами.

РИС. 1 Птолемеева модель.

РИС. 2 Модель Тихо Браге.

РИС.З Коперниканская модель.

Кроме этого, существовала модель Леверье – Эйнштейна с незамкнутыми из-за прецессии перигелиев орбитами, о которой мы поговорим чуть позже.

Именно из-за этого желания сотрудничество имело такое неудачное начало. Визит состоялся в 1599 году, Браге было на тот момент 53 года, а Кеплеру – всего 28. Но гораздо важнее была разница не в возрасте, а в характерах. Дворянин Браге был энергичным, авторитарным и экстравагантным. На острове Вен в его распоряжении были уникальные инструменты, множество слуг и ассистентов, коллекция технических изобретений, приборов, собственная типография и даже ручной лось. Во время дуэли астроном потерял нос и носил золотой протез, и это вкупе с другими необычными чертами сделало из него героя легенд. Помощников, которые ошибались в расчетах, Браге запирал в подземной тюрьме, и хотя с Кеплером он так поступать не собирался, изначально он посчитал юношу еще одним своим ассистентом, а не равным партнером. Кеплеру приходилось терпеть от властного хозяина дома насмешки, переменчивое настроение и любовь к выпивке, хотя при этом Браге все же проявлял определенную доброту и понимание.

Кеплер, напротив, происходил из низших слоев. Его тетя была сожжена как колдунья, а отец – искатель неприятностей – чудом избежал виселицы. Кеплер привык жить скромно и самостоятельно работать над интересующими его темами. Но в Праге он оказался в подчинении и вынужден был терпеть не только Браге и его родственников, но и зависть помощников астронома, которые ревниво наблюдали за тем, как молодой математик взял в работу часть их тем.

Как и следовало ожидать, вскоре между исследователями произошла ссора. Кеплер вернулся в Грац и написал Браге резкое письмо, за которым, впрочем, последовало еще одно письмо, теперь с извинениями. Кеплер обвинял себя в том, что не сумел оценить великодушие Браге, однако отмечал, что не претендовал на какие-то особые личные отношения и хотел всего лишь получать определенное жалованье и рассчитывал на уважение, соответствующее его работе и достижениям. После бури наступило затишье, и через три недели Кеплер вернулся в Прагу: ученые нуждались друг в друге и поэтому решили продолжить сотрудничество.

Условия работы были такими: Кеплер должен получать свое жалованье в 200 флоринов в Граце, а Браге в дополнение к этому постарается получить от императора еще 100 флоринов надбавки. (Самому ему за работу полагались 3000 флоринов.) Кроме этого, Браге брал на себя обязательство получить у Рудольфа II разрешение на то, чтобы Кеплер остался работать в Богемии в течение двух лет.

Однако в это время в Граце развернулись непредвиденные события. Папистская нетерпимость усилилась, и перед Кеплером был поставлен ультиматум: изгнание или переход в католичество. Ученый не пожелал отказаться от своей веры и выбрал изгнание.

Гравюра, на которой изображен Тихо Браге (слева), беседующий с Иоганном Кеплером.