§ 2. Первые фотометрические оценки межзвездных расстояний. Гюйгенс

Предпосылкой к созданию этого нового, чисто физического метода определения расстояний до звезд явилось окончательное установление в начале XVII в. Кеплером главного закона фотометрии: ослабления силы света излучающего точечного источника обратно пропорционально квадрату расстояния. Но лишь в конце того же века была предпринята первая попытка применить этот закон к измерению звездных расстояний. Для этого потребовалось и укрепление идеи о тождественности звезд и Солнца. Это представление, возникавшее в головах отдельных философов еще в древности, было отчасти даже поколеблено «абсолютным» гелиоцентризмом, утверждавшим особую роль Солнца как центра мира, и получало поддержку скорее в идеях Николая Кузанского — Бруно, но особенно прочным стало после обоснования его Ньютоном в новой гравитационной картине Вселенной.

Фотометрический метод был придуман и использован Х. Гюйгенсом (1629—1695). Этот великий голландский физик и астроном, теоретик и виртуозный экспериментатор и конструктор телескопов в своем последнем сочинении «Космотеорос» (опубликованном в 1698 г.) как завещание оставил астрономам наступавшего XVIII в. и первый результат такой оценки, сделанной из сравнения блеска Солнца, изображение которого сводилось в «точку» (блик от шарика), и Сириуса. Опиравшийся на надежную физическую основу, этот результат поражал открывшейся впервые колоссальной величиной межзвездных расстояний: свет от Сириуса должен был бы идти полгода! (Лишь спустя полвека нижняя граница межзвездных расстояний была повышена до 6,5 световых лет.) В дальнейшем, правда, основа фотометрического метода была, казалось, подорвана обнаруженным колоссальным различием светимостей звезд. Но в XX в. фотометрический метод вошел-таки в астрономию как единственный, дающий расстояния за пределами области (пока около 100 пк) применимости прямого метода параллаксов (метод цефеид и т. п.). На него в свою очередь опирается метод красных смещений.

Хотя Гюйгенс был картезианцем, его многочисленные открытия в астрономии и физике весьма способствовали развитию новой, ньютоновской картины Вселенной. Вдохновленный успехами Галилея, он также стал искать спутники у планет с помощью своих собственных длиннофокусных телескопов-рефракторов. После неудачи с Венерой и Марсом (о наблюдениях с этой целью Меркурия еще не могло быть и речи) успех — и совершенно неожиданный — пришел при наблюдениях самой далекой тогда планеты Сатурн. Во-первых, Гюйгенс в 1655 г. открыл у него спутник (Титан), что было вторым после Галилея открытием спутников у планеты Солнечной системы, а также определил довольно точно период его обращения. Но несравненно более существенные результаты принесло наблюдение загадочных боковых придатков у Сатурна, обнаруженных еще Галилеем. В 1656 г. Гюйгенс в небольшой брошюре «Новые наблюдения спутников Сатурна» зашифровал результаты этих наблюдений в виде анаграммы, и только спустя три года в работе «Система Сатурна» заявил о своем сенсационном открытии: Сатурн окружен тонким плоским кольцом (!), нигде не соприкасающимся с планетой и наклоненным к плоскости эклиптики. Вплоть до середины XX в. открытие Гюйгенса оставалось уникальным.

Гюйгенсу принадлежит также открытие полярных шапок на Марсе, полос на Юпитере, светлой туманности в Орионе (независимо от Цизата), в связи с чем он высказал странную на первый взгляд идею, что это — отверстие, сквозь которое далеко видны светящиеся глубины пространства.

Гюйгенсу, кроме того, принадлежат фундаментальные работы по геометрической оптике и теории рефракторов, изобретение первого сложного двухлинзового окуляра, исправляющего хроматическую аберрацию (окуляр Гюйгенса), конструирование рефракторов, тогда лучших в Европе, в частности знаменитых «воздушных труб» с фокусными расстояниями до 64 м (для уменьшения хроматической аберрации).