Гюйгенс Волновая теория света. В погоне за лучом - [17]
С Земли его кольцо иногда наблюдается сверху, иногда снизу. Между этими двумя периодами оно встает ребром, и тогда кажется, что оно исчезает.
Это требование было совершенно несправедливым как минимум по двум причинам. Во-первых, астрономы заметили Титан, когда Гюйгенс был еще ребенком, хотя и не поняли, что это небесное тело — спутник Сатурна. Следовательно, его удивительное открытие не было основано на мощности используемых инструментов. Во-вторых, по иронии судьбы, Гюйгенс разгадал тайну Сатурна в тот момент, когда кольца не были видны, то есть телескоп здесь совершенно ни при чем.
Тогда почему же ученый так им гордился? Гипотеза о наличии кольца основывалась на результатах астрономических наблюдений за последние 40 лет. Гюйгенсу пришлось отбросить многие из них — те, которые он справедливо считал ошибочными из-за плохого качества линз, хотя они были опубликованы более известными и опытными астрономами, чем он сам. И он решил завоевать авторитет, так ему необходимый, утвердив превосходство своего телескопа, которое подтверждалось и открытием Титана. Однако стратегия не принесла желаемого результата. Сомнения по поводу существования кольца основывались не на научных доводах, а на самолюбии. Критические замечания в основном звучали со стороны астрономов и ремесленников, репутация и заработки которых зависели от качества их инструментов. Это были, в частности, Дивини, считавшийся лучшим производителем телескопов в Европе, и Ян Гевелий. Дивини поставил под вопрос наблюдения Гюйгенса, приписав их оптическим дефектам. Он даже заметил, что голландскому ученому следовало бы приобрести один из его инструментов. Гевелий же был просто в ярости: «Видимо, Гюйгенс считает, что я и все остальные неспособны отличить сферу от эллипса, и что то [что я увидел] было плодом моего воображения... или что мне это приснилось? Да нет же, клянусь Геркулесом!»
Гюйгенс открыл правильную геометрическую форму кольца, но не его структуру. Он был уверен, что кольцо представляло собой твердый диск, непрерывный и довольно толстый. В противном случае как оно могло отбрасывать тень на поверхность планеты? До конца своих дней ученый считал, что диск имел почти 4000 км в толщину. Когда его спросили, каким образом ребро такого большого кольца могло исчезать, будучи освещено прямыми лучами Солнца, Гюйгенс ответил, что оно состояло из материала, не отражающего свет. Причину этой невидимости открыл Кристофер Рен: диск был настолько тонким, «что его толщины не хватало для того, чтобы увидеть его с Земли, а потому корону [кольцо] можно было принять за поверхность планеты».
Большие телескопы не являются изобретением XX века. Чем меньше изгиб сферической линзы, тем слабее проявляется эффект хроматической аберрации. Как мы уже видели, чем меньше изгиб, тем меньше отклоняются лучи света и тем больше фокусное расстояние линзы. Однако большое фокусное расстояние требовало от производителей телескопа как можно дальше разнести объектив и окуляр. Так началась гонка, связанная с созданием все более длинных телескопов.
Однако прочность и маневренность труб представляли некоторые ограничения. Установленные всего на одну опору, телескопы изгибались, ломались, а также смещались при ветре. Гюйгенс разрубил гордиев узел, просто убрав из конструкции трубу. На рисунке мы видим один из его воздушных телескопов, в которых объектив и окуляр вставлены в два коротких металлических цилиндра, соединенных натянутой веревкой. С ее помощью можно регулировать и высоту столба, на котором располагается объектив. Опора, поддерживающая линзу сверху, не двигается за счет противовеса. Ночью Гюйгенс пользовался лампой, чтобы определить положение объектива, ориентируясь по отражению света в стекле.
Рисунок одного из воздушных телескопов Гюйгенса.
Следуя примеру Галилея, которого Гюйгенс беспредельно уважал, он посвятил свою Systema Satumium выдающемуся члену семьи Медичи — Леопольду, сыну Козимо II. Он ожидал чего угодно, но только не того, что герцог оставит этот жест без ответа — а именно это и случилось. Леопольд невольно оскорбил ученого не потому, что был плохо воспитан, а из-за того, что Гюйгенс поставил его в затруднительное положение. Satumium, как и «Звездный вестник», написанный раньше Галилеем, относился к жанру гелиоцентрического трактата, который не очень-то жаловали в Ватикане. Двор Леопольда располагался во Флоренции — городе, куда более близком к Риму, чем особняк Гюйгенса в Гааге. Хотя Церковь и не заняла никакой официальной позиции по поводу открытия кольца Сатурна, влиятельный иезуит Оноре Фабри предложил альтернативное решение вопроса в рамках геоцентрической теории. Он мог рассчитывать на поддержку Эустакио Дивини, обиженного на Гюйгенса за то, что тот отрицал совершенство его телескопов. Вместе они написали трактат, в котором труд голландского ученого был полностью переработан. Назывался он Brevis annotatio in Systerna Satumium («Краткая аннотация к «Системе Сатурна») и был также посвящен Леопольду Медичи. Как и следовало ожидать, теория Фабри носила консервативный характер, исходя из нее спутников было несколько. В ее первой версии у Сатурна было четыре спутника: два маленьких и не светящихся, два среднего размера и отражающих свет. Они вращались не вокруг планеты, а вокруг двух точек, расположенных за ней. Чтобы объяснить обнародованные результаты наблюдений, авторы прибегали к таким изощренным операциям с орбитами, какие Птолемею и не снились. Гюйгенс выдвинул несколько возражений, в ответ на это Фабри добавил еще два спутника.
