Текст книги "Хвостатые звезды"

Автор книги: Феликс Зигель

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 9 страниц)

Тайны «небесного замка»

нтерес жителей небольшого островка Гвен, расположенного недалеко от берегов Дании, привлекал богатый замок, выстроенный в центральной части острова. Через высокую ограду роскошного сада, окружающего замок, можно было рассмотреть причудливые башни и переходы, соединявшие отдельные части замка, так непохожего на убогие жилища окрестных жителей.

Рассказывали, что владелец замка – вельможа, которого иногда можно было встретить в карете, выезжающей из ворот замка, – очень учен, и что замок построен специально для того, чтобы он мог заниматься здесь своей любимой наукой. Сам же хозяин называл свое обиталище «небесным замком» или Ураниенбургом.

Любопытство жителей этого маленького островка еще более возросло, когда они узнали от служителей замка, что их господин не спит по ночам, как прочие люди, а разглядывает небо через какие-то сложные приспособления. Говорили также, что будто бы в юности у него была небольшая история, окончившаяся дуэлью, во время которой вельможе отсекли кончик носа, и с тех пор нос у него не настоящий, а серебряный.

Все эти рассказы соответствовали действительности. Но не будем их больше слушать, а переступим сами порог таинственного замка и познакомимся с его владельцем. Имя этого человека – Тихо Браге. Он приобрел себе славу как искусный наблюдатель небесных светил. Его замок представлял собой астрономическую обсерваторию. В Ураниенбурге можно было встретить лучшие по тем временам угломерные инструменты. Эти инструменты, так называемые квадранты, позволяли с большой точностью определять угловые расстояния между различными точками на небосводе. Этими инструментами Браге пользовался, чтобы определять местоположение различных светил на небе.

В описываемый год на небе появилась одна из наиболее блестящих комет, когда-либо наблюдавшихся человечеством. Вечером 13 ноября, когда солнце еще не спустилось за горизонт, Тихо Браге заметил в лучах вечерней зари необычайно яркую хвостатую звезду. Отныне он каждый вечер, если небо не было затянуто тучами, тщательно наблюдал эту интересную комету.

Когда-то в молодости Тихо читал Аристотеля и верил, что кометы – это испарения, горящие в земной атмосфере. Вместе с Аристотелем он считал, что кометами должны заниматься не астрономы, а метеорологи. Но потом Тихо разуверился в этих взглядах.

В одной из библиотек он натолкнулся на сочинение, в котором рассказывалось о наблюдении яркой кометы, появившейся в 1531 году. Наблюдая расположение хвоста этой кометы по отношению к Солнцу, очевидцы обнаружили любопытнейшую вещь: где бы комета на небе ни находилась, ее хвост оказывался всегда направленным в сторону, противоположную Солнцу. Отчего это происходит, автор сочинения не мог объяснить. Он писал, правда, что, может быть, хвост кометы – это что-то вроде тени, а потому он и направлен от Солнца, но высказывал это предположение очень неуверенно.

Как бы там ни было, но из этих наблюдений одно было несомненным: кометы связаны не с Землею, а с Солнцем. Тихо Браге был теперь убежден, что прав не Аристотель, а Сенека, считавший кометы небесными телами.

Как, однако, это доказать? Проще всего измерить расстояние до кометы. Если оно окажется больше, чем расстояние до Луны, значит кометы находятся не в земной атмосфере, а далеко за ее пределами, в мире планет и других небесных тел.

Однако задача была не такой уж простой. За 105 лет до этого один астроном пробовал определить расстояние до кометы, но его попытка не увенчалась успехом. Правда, измерительные инструменты того времени были очень грубы.

Тихо Браге нашел остроумный способ для решения поставленной задачи. Надо из двух каких-нибудь городов на Земле определить положение кометы на небе среди звезд. Так как звезды чрезвычайно далеки от Земли, то комета в том случае, если она близка к Земле, будет видна из двух городов в различных местах на фоне далеких звезд. Определив из наблюдений угол кажущегося смещения кометы среди звезд и зная расстояние между городами, можно легко вычислить и расстояние до нее.

Тихо Браге так и сделал. Пунктами наблюдения были избраны: Ураниенбург, где положение кометы определял он сам, и Прага, где подобные же измерения проделали другие ученые. Все измерения Браге и его помощники производили с наивозможнейшей тщательностью.

Результаты оказались поразительными. Если бы комета была ближе Луны, то угол, о котором мы говорили, должен был бы достичь значительной величины. Но из наблюдений выяснилось, что этот угол очень мал, почти не отличается от нуля. Это доказывало, что наблюдавшаяся комета находилась от Земли значительно дальше, чем Луна.

С другой стороны, давно было известно, что кометы своей головой и хвостом часто заслоняют звезды. Значит, они ближе звезд.

«Несомненно, – решил Тихо, – кометы – это небесные тела, которые движутся в мире планет».

Так мнение Аристотеля о кометах, господствовавшее около двух тысячелетий, было навсегда опровергнуто. Кометы – это небесные тела.

Законодатель неба

сследователям комет предстояло теперь разгадать загадку движения этих светил. Но эта задача была потруднее первой. Хотя Коперник выдвинул более совершенную теорию движения планет, эта теория не совсем совпадала с наблюдениями. Чем объяснялись эти расхождения, никто не знал. Движения планет не были еще полностью разгаданы. Тем более непонятными казались движения комет, которые совершенно неожиданно появлялись на небе и каждый раз чертили свой путь по-разному.

В конце шестнадцатого века Тихо Браге был вынужден расстаться с Ураниенбургом и покинуть Данию. Он переселился в Германию, а впоследствии переехал в Прагу.

В небольшом замке, расположенном в двадцати милях от Праги, Тихо Браге продолжал наблюдения, начатые в Дании. В его новой обсерватории часто теперь можно было видеть бледнолицего худощавого человека. Это был новый помощник Тихо Браге, недавно приглашенный им из Граца, по имени Иоганн Кеплер.

После смерти Тихо Браге, последовавшей в 1601 году, в наследство Кеплеру достались многочисленные наблюдения его учителя над движением планет. Точность этих наблюдений была очень высока, и Кеплер на основании их решил попытаться разгадать тайну движения планет. В самом деле, почему планеты движутся на небе не совсем так, как следует по теории Коперника? Несомненно, что в основном Коперник прав: наша Земля – одна из планет, кружащихся вокруг Солнца. Но по каким путям движутся планеты?

Коперник под влиянием Аристотеля считал, что планеты должны двигаться по «совершенным кривым», то есть по кругам. Но так ли это? Ведь в вопросе о кометах Аристотель оказался неправ. И Кеплер все больше думая над вопросом: по каким же кривым движутся планеты?

Из наблюдений Тихо самыми лучшими были те, которые касались движения Марса. И Кеплер начал подбирать форму кривой, по которой должна была бы двигаться эта планета вокруг Солнца, чтобы теория не расходилась с наблюдениями.

Избрав какую-нибудь наиболее вероятную, по его мнению, кривую, Кеплер проделывал долгие теоретические вычисления пути планеты среди звезд. Затем он сравнивал полученные результаты с практическими наблюдениями. Вычисление каждого отдельного положения планеты на звездном небе занимало около десяти страниц, а чтобы проверить орбиту планеты, он должен был проделывать подобные вычисления по 70 раз!

Кеплер пробовал считать орбиту Марса овалом, сложной яйцеобразной кривой, но ничего не получалось! Наконец, после того как были перепробованы разные кривые, дошла очередь до эллипса, – и тогда наблюдения совпали с теорией.

Кеплер много раз проверял свои вычисления, пока не убедился, что открыл, наконец, подлинную форму планетных путей. Эллипс – известная еще древним математикам кривая. Начертить ее очень просто: нужно взять две булавки, связанные свободно провисающей ниткой, воткнуть их в лист бумаги и вести карандашом, натягивая нитку, – карандаш опишет эллипс.

Где же помещается Солнце внутри этой орбиты? В центре эллипса? Нет, такое предположение расходилось с наблюдениями. Но у эллипса, в отличие от круга, есть еще две замечательные точки – его фокусы. Это те самые точки, в которые втыкают булавки при вычерчивании эллипса. И Кеплер пришел к формулировке своего первого закона движения планет: «Все планеты движутся по эллипсам, в одном из фокусов которых находится Солнце».

Оказалось, правда, что эллипсы эти очень мало вытянуты и сильно напоминают круги, а фокусы их очень близки к центру. Но тем не менее открытие Кеплера было исключительно важным.

Вскоре Кеплер открыл другой замечательный закон. Оказалось, что планеты обращаются вокруг Солнца неравномерно: вблизи Солнца они движутся быстрее, а вдали от него – медленнее. А ведь Аристотель учил, что планеты кружатся вокруг Земли равномерно! Еще один ошибочный взгляд был опровергнут.

Иоганн Кеплер, открывший законы движения планет.

Труднее всего было установить, есть ли связь, и какая, между расстояниями планет от Солнца и их периодами обращения. После долгой работы Кеплер решил и эту задачу, сформулировав свой третий и последний закон: «Квадраты времени обращения планет вокруг Солнца относятся, как кубы их средних расстояний от Солнца».

Итак, загадка движения планет была разгадана. Новые наблюдения приносили лишь подтверждение замечательных законов Кеплера. Недаром его впоследствии прозвали «законодателем неба».

Однако, казалось, не все небесные тела захотели подчиняться этим законам.

16 сентября 1607 года Кеплер прогуливался по улицам Праги. Наступил ясный осенний вечер, и Кеплер, стоя на мосту, любовался фейерверком, устроенным в одном из пражских садов. Внезапно его внимание привлекла небольшая хвостатая звезда, сиявшая недалеко от ковшика Большой Медведицы. Это была комета.

В продолжение 41 дня Кеплер наблюдал эту туманную звезду, которая широко раскинула по небу свой пышный хвост, а затем уменьшилась в размерах и скрылась из глаз.

Вновь возникли споры об истинной природе комет и законе их движения. Кеплер, вопреки своему учителю Тихо Браге, считал, что кометы движутся совсем не так, как планеты. Пути комет, говорил Кеплер, – это прямые линии. Он считал, что кометы, двигаясь по таким прямым в одном направлении, проходят вблизи нашей Земли, чтобы затем никогда не вернуться. Сравнительная частота появления комет навела Кеплера на мысль, что комет в мировом пространстве столько же, по всей вероятности, сколько рыб в океане.

Из чего состоят кометы? Свои предположения на этот счет Кеплер изложил в следующем виде.

«Светила эти, – писал он, – не вечны, как полагал Сенека, но они состоят из небесного вещества. Вещество это не всегда чисто и представляет собою свернувшуюся в клубок ту непрозрачную мглу, которая затмевает иногда блеск Солнца и Луны. Таким образом, необходимо, чтобы эфир по временам очищался от этого вещества, извергая его из себя. Это совершается посредством особой животной или жизненной силы, присущей эфиру. Такого рода грязная материя скучиваемся и принимает округлый вид, образуя голову кометы. Солнечные лучи, падая на нее и проникая через ее толщу, вновь преобразуют ее в тончайшее вещество эфира и, выходя из нее, образуют по другую сторону ту светлую полосу, которую мы называем кометным хвостом. Таким образом, комета, выбрасывая из себя хвост, тем самым разрушает себя и уничтожается».

Прав ли был великий законодатель неба или неправ, мы увидим из дальнейшего.

«Далекое стало близким»

то время как Кеплер обдумывал результаты своих наблюдений над кометой 1607 года, в Венеции жил ученый, уже прославившийся своими наблюдениями небесных светил, – Галилео Галилей. Он был первым, кто использовал для астрономических целей изобретенную в то время зрительную трубу. Он усовершенствовал этот прибор, предназначавшийся его изобретателями для рассматривания наземных предметов. Первая построенная им труба увеличивала всего в три раза, но скоро Галилею удалось построить трубу, дающую увеличение в 30 раз. Эта труба по своему устройству напоминала современный театральный бинокль. В ней переднее стекло, называемое объективом, было двояковыпуклое, а стекло, обращаемое к глазу, окуляр, двояковогнутое.

Галилей построил свою трубу, чтобы посмотреть на загадочные небесные светила и узнать их действительную природу. В одну из темных ночей 1609 года Галилей с волнением направил свой первый в мире телескоп на звездное небо, и его взору представилось то, чего никогда еще не видел ни один человеческий глаз. Куда бы ученый ни направлял свой телескоп, всюду он видел множество слабеньких звездочек, совершенно недоступных невооруженному глазу. Когда же Галилей посмотрел в свой телескоп на Млечный путь, оказалось, что эта беловатая полоса, опоясывающая все небо, состоит из неисчислимого множества слабо светящихся звездочек.

Галилей был поражен. Он открыл то, о чем лишь догадывались немногие: Млечный путь – это колоссальное скопище звезд.

С этого вечера каждую ясную ночь Галилей посвящал наблюдениям различных светил. Все новые и новые поразительные картины раскрывались перед его глазами. Он увидел на Луне многочисленные неровности, которые, несомненно, были лунными горами.

На Солнце в телескоп были видны какие-то черные пятна. Древние были явно неправы, считая, что Солнце сделано из какого-то особого, чистого, «небесного» вещества. Вскоре Галилей обнаружил, что пятна меняют свое расположение по отношению к краю диска Солнца. Значит эти пятна, заключил Галилей, находятся на поверхности Солнца, а движутся они потому, что Солнце вращается вокруг своей оси, как наша Земля.

Планета Венера при наблюдении в телескоп оказалась похожей на маленькую Луну: она была видна то узким серпиком, то полукругом. Но это можно было объяснить только тем, что Венера – темный шар, подобный Земле, и при ее движении вокруг Солнца мы наблюдаем с Земли лишь ее половину, освещенную по-разному.

Галилей и до того был убежденным сторонником учения Коперника, а теперь он собственными глазами убедился, что этот великий ученый был прав.

Однако самое поразительное доказательство правильности учения Коперника было обнаружено Галилеем во время наблюдения планеты Юпитер. Оказалось, что в телескоп Юпитер имеет вид крошечного кружочка, около которого находятся какие-то четыре маленькие звездочки. Галилей следил за ними в продолжение многих ночей и убедился, что эти звездочки кружатся вокруг Юпитера. Это, несомненно, были луны Юпитера, которые, наподобие нашей Луны, обращались вокруг этой планеты. Спутники Юпитера кружились вокруг него совершенно так же, как, по учению Коперника, планеты совершают свой путь вокруг Солнца.

Все эти поразительные открытия Галилей описал в своей книжке «Звездный вестник», вышедшей в начале 1610 года. Труд Галилея произвел на его современников потрясающее впечатление. Его открытия совершенно подрывали авторитет Аристотеля и других философов, учивших о принципиальном различии «небесного» и «земного», о чистоте и совершенстве небесных светил и центральном положении нашей Земли в мироздании.

Хотя многие передовые ученые восхищались открытиями Галилея, у защитника учения Коперника нашлись могущественные враги. Князья католической церкви устно и письменно доказывали, что учение Коперника противоречит «священному писанию». А когда Галилей, споря с ними, предложил своим противникам в рясах самим взглянуть на небо в телескоп и убедиться в правильности его открытий, многие из них отказались не только наблюдать, но и дотронуться до телескопа, считая его сатанинским изобретением.

Галилей показывает в построенный им телескоп небесные светила церковникам, сомневающимся в правильности теории Коперника.

В одном из писем к своему другу Иоганну Кеплеру, Галилей писал: «Посмеемся, мой дорогой Кеплер, великой глупости людской! Что сказать о первых философах здешней гимназии, которые с каким-то упорством аспида, несмотря на тысячекратные приглашения, не хотели даже взглянуть ни на планеты, ни на Луну, ни на телескоп! Поистине, как у того нет ушей, так у этих глаза закрыты для света истины!»

Галилей не только не соглашался с доводами богословов, но и блестяще разбивал все их возражения. Тогда 5 марта 1616 года инквизиция объявила учение Коперника ложным и еретическим, а выступавшим в его защиту грозила жестокой расправой.

Инквизиция неотступно преследовала Галилея. Он был уже стар, здоровье его пошатнулось. Несколько лет он избегал вступать в открытый спор со своими противниками. Но вот в 1618 году на небе засияли три кометы. Одна из них имела колоссальный хвост, протянувшийся на полнеба! Появление этих комет породило новые споры.

Галилей придерживался взглядов Кеплера. Считая кометы небесными телами, он думал, что они движутся в мировом пространстве по прямым линиям и состоят из земных и лунных испарений.

Против него выступил Грасси, иезуит, который считал кометы небесными знамениями. Вскоре спор перешел на общие темы, и Галилею пришлось вновь защищать учение Коперника.

Галилей еще давно задумал написать большую книгу, в которой бы учение Коперника излагалось в форме диалога между двумя учеными, сторонниками старой и новой системы мира. Он выпустил свою книгу в 1632 году под заглавием «Разговор о двух главных системах мира, Птоломеевой и Коперниковой». В ней сторонник Коперника Сальвиати разбивает в пух и прах доводы своего противника Симпличио.

За эту книгу Галилей жестоко поплатился. Его враги убедили римского папу, что под именем Симпличио осмеян сам папа. Книга Галилея была запрещена, а сам он, семидесятилетний больной старик, в кандалах предстал перед судом жестокой римской инквизиции. Угрожая пытками и мучительной смертью, церковники заставили Галилея отречься от учения Коперника. Галилей подписал текст отречения, стоя в позорном рубище на коленях перед собранием судей.

Остаток своих дней ученый провел в ссылке в маленькой вилле Арчетри, близ Флоренции, под надзором инквизиции.

Галилей продолжал работы по изучению падающих и вообще движущихся тел. Особенно интересно одно его открытие, имеющее ближайшее отношение к разгадке формы кометных путей.

«Все знают, – писал в эти дни Галилей, – что брошенные горизонтально тела описывают кривые, но никто не доказал, что эти кривые – параболы. Мы покажем это, и наша работа послужит основанием науки, которую великие умы разработают обширнее».

И Галилей доказал то, что хотел. Эти замечательные работы по механике он описал в последней своей книге – «О двух новых науках», вышедшей в 1638 году.

В этом же году он ослеп, а через несколько лет его не стало.

Открытия Галилея, окончательно утвердившие правоту взглядов Коперника, были оценены по достоинству потомством.

Однако, прежде чем продолжать наш рассказ, объясним, какая кривая называется параболой. Представим себе уже известный нам эллипс. Если через его фокусы провести прямую линию, то эта прямая пересечет эллипс в двух точках, которые называются вершинами эллипса. Теперь представьте себе, что мы один фокус и соответствующую ему вершину оставим на месте, а другую вершину и ближайший к ней фокус будем отодвигать все дальше и дальше. Наш эллипс будет все время вытягиваться. Если мы удалим взятые вершину и фокус на бесконечное расстояние, то получится эллипс только с одним фокусом и разомкнутыми ветвями, уходящими в бесконечность.

Полученная кривая называется параболой. Она имеет вершину, фокус и две ветви, расходящиеся в обе стороны от вершины и нигде друг с другом не пересекающиеся. Все эти преобразования можно провести и более строго с помощью математических формул, но мы постараемся избежать их в нашей книге.

О том, какое отношение парабола имеет к хвостатым звездам, мы узнаем в следующей главе.

Разгадка найдена!

пустя год после смерти Галилея, в рождественский вечер 1642 года, в маленькой английской деревушке Вульсторне родился человек, разгадавший тайну кометных путей. Это был Исаак Ньютон. Родители хотели видеть его фермером, но в маленьком Исааке по окончании школы пробудилась такая жажда знаний, что в конце концов его решили отдать в Кембриджский университет. В стенах этого старейшего английского университета талантливый юноша начал свою научную жизнь.

В 1661 году Ньютон вместе со своими товарищами по университету наблюдал яркую звезду, раскинувшую по небу гигантский хвост. В Европе появление этой кометы вызвало великий страх. Некоторые вельможи, не отличавшиеся чрезмерной скромностью, полагали, что комета появилась для того, чтобы предвозвестить их смерть. Однако, когда врачи, лечившие умирающего кардинала Мазарини, сообщили ему об этом знамении его смерти, искушенный политик с улыбкой ответил, «что комета оказывает ему слишком много чести».

Еще не успокоились толки об этой комете, как через три года, в 1664 году, появилась новая хвостатая звезда, возбудившая не меньшие страхи. Больше всех взволновался португальский король Альфонс VI. Он решил, что комета грозит ему лишением трона и жизни, а потому, узнав о ее появлении, выбежал на балкон своего дворца, грозил комете и даже стрелял в нее из пистолета.

В России этой же комете приписали иное значение. 18 декабря 1664 года, отслужив заутреню в Успенском соборе в Кремле, московский патриарх Никон узнал об указе царя Алексея Михайловича, по которому ему предписывалось отбыть в заточение в один из монастырей. Никон в простой монашеской рясе и черном клобуке вышел на паперть и, указывая на комету, висевшую низко над горизонтом, обратился к собравшемуся народу «Разметает убо вас сия метла, явившаяся на небеси хвостатая звезда, иже нарицается комета».

Появление двух ярких комет заставило молодого студента Исаака Ньютона заняться изучением этих загадочных светил.

Книг о кометах было немало, но в них рассказывались чаще всего различные небылицы. Так, например, в одной из таких книг, «О небесных чудовищах», Ньютон прочел следующую запись о комете, появившейся в 1528 году: «Эта комета была настолько ужасна и страшна, она повергла простой народ в такой ужас, что многие умирали от одного только страха, другие же заболевали. Она оказалась необыкновенной длины и была кровавого цвета. Над ней было изображение согнутой руки, державшей громадный меч, как будто бы она хотела кого-то поразить. У конца острия блестели три звезды. По обеим сторонам исходящих из этой кометы лучей виднелось множество окровавленных топоров, ножей и мечей, среди которых заметно было много отрубленных человеческих голов со взъерошенными волосами».

Рисунок кометы 1528 года – по старинной книге Амброаза Парэ «О небесных чудовищах».

Надо было иметь очень большую фантазию, чтобы увидеть все это в комете, думал Ньютон. Он сопоставлял эти фантазии с высказываниями некоторых мыслителей того времени:

«Да, – писал один из них, – кометы действительно ужасны, но только благодаря нашей собственной глупости. Мы беспричинно создаем себе предметы панического страха и, не довольствуясь действительными бедствиями, присоединяем к ним еще воображаемые».

«Дай бог, – остроумно писал другой ученый, – чтобы причиною войн бы по лишь разлитие желчи у государей, подогретое какою-нибудь кометой. Искусный грач посредством некоторой дозы ревеня возвратил бы скоро все прелести мира».

Ньютон был убежден, что Галилей и Кеплер во многих своих взглядах на кометы были правы, но ему казалось далеко не очевидным их утверждение, что пути комет – прямые линии. Как же узнать, по каким кривым на самом деле движутся кометы? Ньютон решил эту труднейшую задачу математическим путем.

Ньютона чрезвычайно интересовало, какие силы управляют движением небесных тел. Кеплер сформулировал знаменитые законы движения планет, но почему они двигаются именно так, а не иначе? Не имеет ли сила, управляющая движением планет, отношения к той силе, которая заставляет все тела на Земле падать по направлению к ее центру и которую обычно называют весом?

И Ньютон пришел к выводу, что сила тяжести, сообщающая вес всем телам на Земле, и сила, заставляющая кружиться Луну вокруг Земли, одна и та же – это сила притяжения самой Земли.

Если бы Земля не притягивала Луну, то Луна двигалась бы в мировом пространстве прямолинейно и равномерно. Так двигаются все тела, на которые не действуют никакие силы. Притяжение Земли отклоняет Луну от ее возможного прямолинейного пути и заставляет кружиться вокруг Земли по эллипсу.

После этого Ньютон не сомневался, что все планеты кружатся вокруг Солнца по той же причине – на них действует сила тяготения, направленная к Солнцу.

Но это тоже нужно было доказать. Здесь на помощь Ньютону пришел тот новый математический метод вычисления, которой он сам открыл в 1655 году. Это был так называемый «метод флюксий», впоследствии ставший известным под названием дифференциального и интегрального исчислений – основ современной высшей математики.

Применяя этот метод, Ньютон математически доказал, что из законов Кеплера неизбежно вытекает ряд весьма важных следствий. На каждую планету, входящую в солнечную систему, действует сила, направленная к центру Солнца. Она зависит от массы Солнца и данной планеты и их взаимного расстояния. Из первого закона Кеплера следует, что эта сила изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния от Солнца до планеты.

Впоследствии Ньютон окончательно сформулировал этот открытый им закон всемирного тяготения в таком виде:

«Все тела притягивают друг друга с силой, пропорциональной произведению масс этих тел и обратно пропорциональной квадрату их взаимного расстояния».

Это значит, что если расстояние между двумя телами увеличится, скажем, вдвое, то сила тяготения или притяжения между ними уменьшится вчетверо. Если же массу одного из тел увеличить вдвое, то при том же расстоянии сила притяжения увеличится также вдвое.

Ньютон не удовлетворился решением этой труднейшей задачи, над которой ломали голову многие ученые. Он поставил и решил обратную задачу. Эта задача может быть сформулирована так: «По какой кривой должно двигаться тело, если на него действует сила, изменяющаяся обратно пропорционально квадрату расстояния?» Иначе говоря, по каким кривым могут двигаться небесные тела, если на них действует сила всемирного тяготения?

Решение этой задачи должно было привести к разгадке кометных путей. Ведь если открытый Ньютоном закон – всеобщий закон природы, то и кометы, как небесные тела, должны ему подчиняться.

Долго вычислял Ньютон, прежде чем получил окончательный результат. Оказалось, что небесные тела могут двигаться только по кривым трех типов: эллипсам, параболам и гиперболам.

Ньютон доказал далее, что все три закона Кеплера являются необходимым следствием открытого им закона всемирного тяготения.

Из этих выводов вытекало, что и кометы должны двигаться либо по эллипсам, либо по параболам, либо по гиперболам. Гиперболой называют кривую, которая напоминает параболу и состоит из простирающихся в бесконечность изогнутых ветвей; по мере удаления ветви все больше выпрямляются.

Формы кривых, по которым двигаются небесные тела.

Можно считать, что круг и прямая также принадлежат к названному типу кривых. В самом деле, представьте себе, что вы будете сближать два фокуса эллипса. Тогда он все более и более будет походить на круг. А когда оба фокуса совпадут, эллипс превратится в круг. Значит мы можем считать круг частным случаем эллипса. Представьте себе теперь, что ветви параболы все больше и больше расходятся и парабола становится все более «разогнутой». Тогда мы можем считать прямую частным случаем параболы, то есть считать прямую линию совершенно «разогнутой» параболой.

Почему же одни небесные тела двигаются по эллипсам, другие по параболам, а третьи по гиперболам? Это зависит, как показал Ньютон, от той скорости, с которой небесное тело, попав в поле тяготения, движется в нем, от направления этой скорости и расстояния от данного тела до Солнца или другого центра притяжения.

Из пяти возможных линий Ньютону предстояло выбрать наиболее подходящую для комет. По кругам кометы двигаться не могут, хотя бы уже потому, что тогда их расстояние от Солнца не изменялось бы. Между тем наблюдения с несомненностью показывают, что кометы приближаются и удаляются от Солнца. По прямым кометы также не могут двигаться, и в этом отношении и Галилей и Кеплер ошибались. Будь они правы, все кометы попадали бы на Солнце, потому что эти прямые проходили бы через его центр.

Не могут двигаться кометы и по слабо вытянутым эллипсам, так как в этом случае они часто возвращались бы к Солнцу, между тем такие кометы совершенно не были известны.

Значит оставалось предположить, что кометы двигаются по очень вытянутым эллипсам, либо по параболам или гиперболам.

Наступил 1680 год, который принес, наконец, давно ожидаемую разгадку. Ньютон очень обрадовался, когда узнал о появлении новой хвостатой звезды; наблюдая за ее передвижением по небу, он надеялся разгадать ее путь в мировом пространстве. А в придворных французских кругах, глядя на комету, ожидали чуть ли не нового всемирного потопа. В одной из зал Тюильрийского дворца группа вельмож вела оживленный разговор о комете. Несколько просвещенных участников этого спора смеялись над страхами и суевериями остальных. Услышав смех, брат Людовика XIV, герцог Орлеанский, с горечью обратился к ним: «Да, господа, вам хорошо говорить и смеяться над этим: вас это не касается, ведь вы не принцы».

С каждым днем комета становилась все ярче. Вскоре можно было наблюдать ее хвост, раскинувшийся в длину почти на четверть неба.

Незадолго до появления кометы Ньютон разработал сравнительно простой геометрический способ, по которому можно было найти путь кометы в мировом пространстве, зная ее положение в три различных момента наблюдения. Ньютон при этом считал, что путь кометы – парабола и что сама комета при своем движении подчиняется закону всемирного тяготения.

Задача была ясна. Надо было сначала по трем наблюдениям определить предполагаемый путь кометы в мировом пространстве. После этого нетрудно вычислить, как должна двигаться дальше эта комета. Если это движение будет происходить так, как предсказывают вычисления, значит и сами вычисления правильны и путь кометы на самом деле есть парабола. Если же наблюдения разойдутся с вычислениями, – путь у кометы другой.

Три ночи подряд Ньютон тщательно определял положение кометы среди звезд, а затем принялся за вычисления. Вскоре были получены результаты, указывающие, как «должна» двигаться комета по небу. С волнением Ньютон возобновил свои наблюдения. Комета приблизилась к Солнцу, скрылась в его ослепительных лучах, а затем, пройдя за Солнцем, снова появилась на звездном небе. Все наблюдения в точности сходились с вычислениями. Сомнений нет! Комета двигалась по параболе, подчиняясь закону всемирного тяготения.