Изложение системы мира

Лаплас Пьер Симон

Гершель, наблюдая туманности в свои мощные телескопы, проследил процесс их сгущения не по одной туманности, поскольку этот процесс может стать заметным для нас только через века, а по их совокупности, как в огромном лесу прослеживают рост деревьев по имеющимся в нем экземплярам разных возрастов. Вначале он наблюдал туманную материю, рассеянную в различных скоплениях в разных частях неба, где она занимает значительное пространство. В некоторых из этих скоплений он увидел, что материя слегка сгущается вокруг одного или нескольких слабо блестящих ядер. В других туманностях эти ядра по отношению к окружающей их туманности блестели сильнее. Атмосферы каждого ядра разделялись путём дальнейшего сгущения и получались множественные туманности, образованные из блестящих, очень близких друг к другу ядер, окружённых каждое своей атмосферой. Иногда туманная материя, конденсируясь равномерно, образует так называемые планетарные туманности. Наконец, ещё большая степень конденсации превращает все эти туманности в звёзды. Распределение туманностей в соответствии с этими научными воззрениями с большим правдоподобием указывает на их будущее превращение в звёзды и на прежнее состояние ныне

существующих звёзд в виде туманностей. Так, основываясь на явлении прогрессирующего сгущения туманной материи, мы приходим к представлению о том, что Солнце некогда было окружено обширной атмосферой; к этому представлению, как это будет видно из последнего примечания, я пришёл путём изучения явлений в солнечной системе. Такое замечательное совпадение выводов, полученных противоположными путями, придаёт большую вероятность предположению, что прежнее состояние Солнца было именно таким.

Связывая образование комет с образованием туманностей, можно рассматривать их как маленькие туманности, блуждающие от одной солнечной системы к другой и образованные путём сгущения туманной материи, столь обильно рассеянной во вселенной. Таким образом, кометы по отношению к нашей системе были бы подобны аэролитам по отношению к нашей Земле, для которой они, мне кажется, являются посторонними телами. Когда эти кометы делаются видимыми для нас, они так похожи на туманности, что их часто путают с ними, и только по их движению или по точно известным туманностям, находившимся в том участке неба, где они появились, удаётся их отличить. Это предположение удачно объясняет расширение голов и хвостов комет по мере их приближения к Солнцу, исключительную разреженность этих хвостов, которые, несмотря на их огромную глубину, не ослабляют заметным образом яркость видимых через них звёзд, движение комет во всех направлениях и большой эксцентриситет их орбит.

Из предшествовавших рассуждений, основанных на телескопических наблюдениях, вытекает, что движение солнечной системы очень сложно. Луна описывает почти круговую орбиту вокруг Земли. Но, наблюдаемая с Солнца, она казалась бы описывающей ряд эпициклоид, центры которых находятся на окружности земной орбиты. Подобным же образом Земля описывает ряд эпициклоид, центры которых располагаются на кривой, описываемой Солнцем вокруг центра тяжести группы звёзд, к которой оно принадлежит. Наконец, Солнце само также описывает ряд эпициклоид, центры которых находятся на кривой, описываемой центром тяжести этой группы вокруг центра тяжести вселенной. Астрономия уже сделала большой шаг вперёд, раскрыв нам движение Земли и эпициклоиды, описываемые Луной и спутниками на орбитах своих планет. Но если потребовались века, чтобы узнать движения планетной системы, какое огромное время потребуется, чтобы определить движение Солнца и звёзд! Наблюдения уже показывают нам эти движения. Их совокупность, как кажется, указывает на общее движение всех тел солнечной системы к созвездию Геркулеса.²⁷ Но в то же время они как будто показывают, что видимые движения звёзд являются сочетанием их собственных движений с движением Солнца. Кроме того, замечаются очень странные движения в двойных звёздах. Так называют звёзды, которые в телескоп видны как состоящие из двух, очень близко расположенных звёзд. Эти две звезды вращаются одна вокруг другой таким образом, что из наблюдений, выполненных за небольшое число лет, для некоторых из них оказалось возможным определить приближённые периоды их обращения.

Все эти движения звёзд, их параллаксы, периодические изменения света переменных звёзд и продолжительности их вращения, каталог только что появившихся звёзд и их положение в момент преходящей вспышки, наконец, последовательные изменения формы туманностей, уже заметные у некоторых из них, особенно у великолепной туманности Ориона, — вот какими будут главные объекты будущей астрономии относительно звёзд.

Её успехи зависят от трёх условий: от измерения времени, измерения углов и от совершенства оптических инструментов. Первые два в настоящее время не оставляют желать почти ничего лучшего. Поэтому поощрительные меры должны быть направлены в основном на развитие третьего условия, так как несомненно, что если удастся построить ахроматические телескопы с очень большими отверстиями, они позволят открыть в небесах явления, которые до сих пор были невидимы, особенно если позаботиться перенести эти телескопы в чистую и разреженную атмосферу высоких гор на экваторе.

Остаётся ещё сделать множество открытий в нашей собственной системе. Недавно открытые планета Уран и её спутники дают основание предположить существование до сих пор ещё не наблюдавшихся планет. Было даже подозрение, что одна из них должна находиться между Марсом и Юпитером, чтобы удовлетворить двойной прогрессии, которая приблизительно соблюдается в интервалах между планетными орбитами, начиная с Меркурия. Это подозрение подтвердилось открытием четырёх малых планет, расположенных на расстояниях от Солнца, мало отличающихся от того, которое эта прогрессия даёт для промежуточной планеты между Юпитером и Марсом. Действие Юпитера на эти планеты, усугублённое большой величиной эксцентрисистетов и наклонностей их переплетающихся орбит, производит в их движениях значительные неравенства, которые прольют новый свет на теорию небесных притяжений и позволят ещё улучшить её.

Произвольные элементы этой теории и сходимость её приближений зависят от точности наблюдений и от успехов анализа. Поэтому с каждым днём она должна становиться всё более точной. Большие вековые неравенства небесных тел, возникающие от их взаимных притяжений и уже обнаруженные наблюдениями, с течением веков получат своё развитие. Наблюдения спутников, сделанные с помощью мощных телескопов, улучшат теории их движения и, может быть, приведут к открытию новых спутников. Путём точных и многочисленных измерений будут определены все неправильности фигуры Земли и силы тяжести на её поверхности, и скоро вся Европа покроется сетью треугольников, которые позволят точно определить положение, кривизну и размеры всех её частей. Явления морских приливов и отливов и их особенности в разных портах обоих полушарий будут определены из длинных рядов наблюдений и сравнены с теорией

силы тяжести. Мы узнаем, нарушается ли заметным образом вращение и обращение Земли из-за изменений, испытываемых её поверхностью, и её соударений с аэролитами, которые, по всей вероятности, приходят из глубин небесного пространства. Новые кометы, которые появятся, наблюдение тех, которые, двигаясь по гиперболическим орбитам, блуждают от одной системы к другой, возвращения комет, имеющих эллиптические орбиты, и изменения их формы и интенсивности света, которые будут наблюдаться при каждом появлении, возмущения, вносимые всеми этими светилами в планетные движения и испытываемые ими самими, а также те возмущения комет, которые при приближении к большой планете могут полностью изменить свои орбиты, наконец, изменения в движениях и орбитах планет и спутников, вызванные влиянием звёзд и, может быть, ещё сопротивлением эфирной среды, — вот главные вопросы, которые предлагаются будущим астрономам и геометрам для исследования солнечной системы.

Астрономия по величию своего объекта и по совершенству своих теорий является самым прекрасным памятником человеческого духа и проявлением самого высокого его интеллекта. Обольщённый обманом чувств и самолюбием человек долгое время считал себя центром движений светил, и его суетная гордыня была наказана страхами, которые эти светила в нем вызывали. Наконец, многие века труда сорвали завесу, скрывавшую от его глаз систему мира. И тогда он увидел себя на планете, почти не заметной в солнечной системе, огромная протяжённость которой является лишь ничтожной точкой в необъятности вселенной. Величественные выводы, к которым привело его это открытие, вполне могут утешить его за то положение, которое отведено Земле, и показать человеку, измерившему небеса с исключительно малой базой, его собственное величие.

Сохраним же тщательно и умножим сокровищницу этих возвышенных знаний, отраду мыслящих существ. Эти знания сослужили важную службу мореплаванию и географии. Но их гораздо большее значение состоит в том, что они рассеяли страхи, вызываемые некогда небесными явлениями, и уничтожили заблуждения, рождавшиеся от незнания наших истинных отношений с природой.

Заблуждения и страхи, которые очень скоро возродились бы, если бы светоч науки погас.

ПРИМЕЧАНИЯ

Примечание I

Иезуит Гобиль, лучше всех миссионеров знакомый с китайской астрономией, опубликовал отдельно её историю. Он снова изложил древнюю часть этой истории в XXVI томе «Назидательных писем», а я опубликовал в «Connaissance des Temps» за 1809 г. драгоценную рукопись этого иезуита о солнцестояниях и меридианных тенях гномона, наблюдённых в Китае. Из этих работ видно, что Чжоу Гун наблюдал меридианные тени гномона высотою в 8 китайских футов в солнцестояниях в городе Лоян в Хэнани. Он с большой тщательностью провёл линию меридиана и отнивелировал площадку, на которую падала тень. Он нашёл, что длина меридианной тени была полтора фута при летнем солнцестоянии и 13 футов — при зимнем. Чтобы вывести из этих наблюдений наклонность эклиптики, в них надо внести несколько поправок. Самая большая из них — это поправка за полудиаметр Солнца. Ясно, что, так как конец тени гномона указывает высоту верхнего края этого светила, из этой высоты надо вычесть его видимый полудиаметр, чтобы получить высоту его центра. Удивительно, что все древние наблюдатели, даже из Александрийской школы, пренебрегали такой существенной и столь простой поправкой, что вносило в их географические широты ошибки, почти равные этому полудиаметру. Вторая поправка относится к астрономической рефракции. Она не была наблюдена, однако без заметной ошибки можно предположить, что она соответствует температуре в 10° и высоте барометра в 0.76 м. Наконец, третья поправка зависит от параллакса Солнца и приводит эти наблюдения к центру Земли. Внеся эти три поправки в вышеупомянутые наблюдения, находим высоту центра Солнца, отнесённую к центру Земли, равную 87.^g9049 [79.°1144] при летнем солнцестоянии и 34.^g7924 [31.°3132] — при зимнем. Эти величины для высоты полюса в Лояне дают значение, равное 38.^g6513 [З4.°7862], — результат, близкий к среднему из наблюдений, выполненных иезуитскими миссионерами в этом городе; они дают ещё 26.^g5563 [23.°9007] для наклонности эклиптики в эпоху Чжоу Гуна, которую можно без большой ошибки отнести к 1100 г. до н.э. Возвращаясь к этой эпохе, по формуле, приведённой в шестой книге моей «Небесной механики», находим, что наклон эклиптики должен был быть в то время равен 26.^g5161 [23.°8645]. Полученная разница в 402^сс [130"] покажется очень маленькой, если принять во внимание неуверенность, которая ещё существует в определениях масс планет и в наблюдениях гномона, особенно из-за полутени, дающей его тень плохо очерченной.

Чжоу Гун наблюдал ещё положение зимнего солнцестояния по отношению к звёздам и определил его в 2 китайских градуса от Ню — китайского созвездия, начинающегося с Водолея. В Китае деление окружности всегда было подчинено длине года, так что Солнце описывало 1 китайский градус в сутки, и, если предположить, что год в эпоху Чжоу Гуна был равен 365¹/₄ суткам, 2 китайских градуса соответствовали 2.^g1905 [1.°9715]. Так как положение звезды в ту эпоху относили к экватору, прямое восхождение звезды было по этим наблюдениям равно 297.^g8096 [268.°0295]. По формулам «Небесной механики» в 1100 г. до н.э. оно должно было быть 298.^g7265 [268.°8539]. Чтобы уничтожить разность в 9169^сс [2970"], достаточно удалиться ещё на 54 года, что не так много, если вспомнить, что эпоха наблюдений этого великого правителя известна недостаточно точно, особенно были неточны сами наблюдения. Неуверенность существует и относительно определения момента солнцестояния. Но самая большая ошибка, которой можно опасаться, заключается в способе привязки солнцестояния к звезде Водолея, независимо от того, использовал ли Чжоу Гун разность моментов прохождения звезды и Солнца через меридиан или измерял расстояние Луны от этой звезды в момент лунного затмения, так как китайские астрономы применяли оба эти способа.