Кометы и геоцентризм

Гобелен из Байё, конец XI века, фрагмент "Эти люди удивляются звезде"

Кометы сыграли важную роль в приятии гелиоцентрической системы мира, хотя поначалу считались даже принадлежащими не Космосу, а всецело земной сфере. Аристотель в «Метеорологике» не слишком ловко полемизирует с авторами, предполагающими у комет природу «блуждающих звёзд» (планет). Сам же он считает кометы испарениями Земли, которые поднимаются к самым верхним пределам земной сферы и там воспламеняются огнём звёзд — обычных или падающих.

Гобелен из Байё

Иллюстрацию со средневековым гобеленом, на котором изображены испуганные горожане, наблюдающие комету Галлея 1066 года, видели, наверное, все. Оказывается, это только небольшой фрагмент огромного 70-тиметрового гобелена, изображающего сцены подготовки нормандского завоевания Англии и битвы при Гастингсе.

Интересно отметить, что в «Метеорологике» «верхние пределы земной сферы» соприкасаются непосредственно со сферой неподвижных звёзд (а планетные сферы, вероятно выше); в трактате «О небе» Аристотель меняет порядок сфер: над сферой земного слияния лежит сфера Луны, затем Меркурия, Венеры, Солнца, Марса, Юпитера, Сатурна и лишь за ними — самая дальняя сфера звёзд. Именно эта формулировка стала общепринятой в геоцентрической системе мира и продержалась вплоть до XVI века. Тем не менее, кометы продолжали считаться не космическими телами, а атмосферными явлениями.

Возникает, однако, очевидное недоумение, никогда, как мне кажется, не обсуждавшееся.

Кометы не висят неподвижно над одной точкой и не плавают произвольно подобно облакам: их движение синхранизовано с суточным вращением небесной сферы, то есть со сферой звезд, а если и отклоняется от неё, то медленно и незначительно. Даже если предположить, что «верхние пределы земной сферы» испытывают такое сильное влияние вышележащих структур, то до звёзд еще промежуточных семь планетных сфер, которые на кометы почему-то не действуют.

Почему такое явное несоответствие теории и наблюдений не возбуждало любопытства астрономов, для меня загадка.

Так или иначе, астрономы продолжали считать кометы атмосферным явлением, хотя чем больше наблюдений накапливалось, тем больше накапливалось и сомнений: очень уж кометы не похожи на «воспламененные испарения земли».

Апиан исследовал движение комет и их формы; в 1532 году он иллюстрировал движение кометы по параболическому пути, при этом хвост её всё время направлен от солнца. Чуть позже итальянец Джиролами Фракасторо, больше известный как врач-инфекционист (а всякий врач в то время должен был быть хотя бы немножко астрономом), также обращал внимание на ориентацию кометных хвостов «прочь от солнца»; это явление не очень укладывается в концепцию «воспламененных испарений».

Апиан предложил оригинальную гипотезу, что кометы суть воздушные сферические линзы, а их хвост — лишь сфокусированный свет солнца, как прожектор в тумане.

Галилей оставался ближе к Аристотелю, продолжая считать кометы высотными солнечными бликами, но с «линзовой» гипотезой Апиана в той или иной мере соглашались Джероламо Кардано, Тихо Браге (у него полупрозрачные подсвечиваемые частицы, а в одном частном случае он определил, что источник света для кометного хвоста даёт Венера) и в каком-то смысле Кеплер (у которого были идеи, похожие на концепцию солнечного ветра). Кстати, Кеплер предлагал ввести мораторий на непродуктивные споры о природе комет и подождать уточнения их реального параллакса: если кометы — «блики», то для каждого параллактического замера замеряется свой собственный «блик», и параллакс очевидно нулевой. Так и радуга, которая может образовываться всего в нескольких метрах от наблюдателя, для каждого глаза «своя», но из-за параллельности оптических осей кажется мозгу бесконечно далеко.

Исходя из своих наблюдений, Тихо Браге был убеждён, что кометы не принадлежат сфере Земли и 1577 году помещал их как минимум за орбиту Луны. В следующем веке Декарт отодвинул кометы уже на периферию Солнечной системы (точнее, «вихревой зоны» Солнце: была у него такая космологическая концепция). Вообще, к концу XVII века мнение, что кометы — удаленные члены планетной системы, стало уже общим, хотя и не доказанным, местом.

Конечно, далеко не все астрономы всерьез считали «хрустальные сферы» действительно «хрустальными», читай, материальными, но — осадочек остался.

В «Математических началах натуральной философии» Ньютон подходит к теории кометного движения в рамках своей гравитационной теории, помещает их на параболические орбиты, и не обнаруживает никаких противоречий. Он разрабатывает астрометрический способ определить элементы такой орбиты всего по трём наблюдениям (для эллиптической обиты нужно шесть наблюдений).

В завершении, исследования Галлеем кометы, названной впоследствии его именем, завершились триумфом ньютоновской теории, триумфом, который Галлей уже не застал. Галлей изучил свидетельства появления кометы 1531, 1607 годов, прозорливо связал их в кометой 1682 года и по трем наблюдениям предсказал её очередное появление в 1758 году, но, увы, умер в 1743.

Итак, принадлежность комет к Космосу стала неоспоримой, а ньютоновская теория получила веское подтверждение. Физическая природа объектов, однако, продолжала оставаться загадкой.