Открытие Галлея

Верный друг Ньютона Эдмунд Галлей питал слабость к кометам. Его великий учитель, открыв закон всемирного тяготения, доказал, что, подчиняясь этому закону, два тела могут двигаться около общего их центра тяжести только по одному из конических сечений: эллипсу, параболе или гиперболе. Ньютон доказал, что, поскольку притяжения планет друг другом малы в сравнении с могучим притяжением Солнца, каждая из них описывает около Солнца почти правильный эллипс.

Эллиптический характер движения планет был известен со времен Кеплера. Движение по эллипсу оказалось одним из частных видов движения, возможного под действием тяготения. Ньютона интересовало, нет ли в природе других видов движения, выведенных им теоретически, интересовало и то, каково движение комет в пространстве. Не подвержены ли и они, подобно планетам, тяготению к Солнцу и вытекающим отсюда законам движения?

Ньютон придумал способ определения орбиты кометы по нескольким наблюдениям над ее видимым положением на небе среди звезд в разное время. Разработав эту идею, он применил ее к наблюдениям кометы, появлявшейся в 1680 г., и вычислил ее орбиту. Она оказалась параболой, фокус которой совпал с Солнцем. Так было доказано, что кометы, как и планеты, подвержены тяготению к Солнцу и под его действием движутся в Солнечной системе, описывая при этом кривую другого вида, чем планеты, но также предсказанную теорией тяготения. Но Ньютон не считал, что все кометы движутся по параболам, т. е. не думал, что, придя из бесконечности и обогнув Солнце, все они снова уходят в бесконечную даль с тем, чтобы никогда не вернуться. Ньютон записал о комете 1680 г., которую он наблюдал и сам:

Наблюдения и вычисления пути сходились так же хорошо, как сходятся обыкновенно с наблюдениями вычисления путей планет. Периоды обращения комет из подобных вычислений определить нельзя. Их можно найти только, сравнивая пути комет, появляющихся в разное время. Если окажется, что некоторые из них, появляясь через равные промежутки времени, описывают одинаковые кривые, то надо будет заключить, что это суть последовательные появления одной и той же кометы. Тогда мы определим характер орбиты из самого периода обращения и найдем уже эллиптическую орбиту. Чтобы достигнуть этого, надо вычислить пути многих комет, предполагая их орбиты параболическими, и затем сравнить их между собой».

У Ньютона было много дела и без того, и за подобную трудоемкую задачу взялся Галлей. Он начал с того, что усовершенствовал способ вычисления кометных орбит, придуманный Ньютоном. Потом Галлей собрал из разных книг наблюдения над положением и движением на небе разных комет с 1337 г. по 1698 г. Закончив свой труд, Галлей написал:

«Собрав отовсюду наблюдения комет, я составил таблицу — плод обширного и утомительного труда, — небольшую, но небесполезную для астрономов... Читателю астрономических трудов следует обратить внимание на то, что предложенные мною числа я получил в результате самых точных наблюдений и опубликовал их не прежде, чем после многих лет добросовестного изучения, сделав столько, сколько мог».

Составив таблицу, Галлей, помня указания Ньютона, стал сравнивать орбиты комет, которые в ней заключались, и вот к чему он пришел:

«Довольно многое заставляет меня думать, что комета 1531 г., которую наблюдал Апиан, была тождественна с кометой 1607 г., описанной Кеплером и Лонгомонтаном, а также с той, которую наблюдал я сам в 1682 г. Все элементы сходятся в точности, и только неравенство периодов, из которых первый равен 76 годам и 2 месяцам, а второй 74 годам и 10½ «месяцам, по-видимому, противоречит этому, но разность между ними не столь велика, чтобы ее нельзя было приписать каким-нибудь физическим причинам.

Мы знаем, например, что движение Сатурна так сильно нарушается притяжением других планет, особенно Юпитера, что время обращения Сатурна известно нам лишь с точностью до нескольких дней. Насколько же больше должна подвергаться таким влияниям комета, уходящая от Солнца почти в 4 раза далее Сатурна и скорость которой, увеличенная очень мало, может превратить ее эллиптическую орбиту в параболическую. Подобными причинами я объясняю неравенство периодов кометы и поэтому с уверенностью решаюсь предсказать возвращение той же кометы в 1758 г. Если она вернется, то не будет более никакой причины сомневаться, что и другие кометы должны возвращаться... но многие века пройдут, прежде чем мы узнаем количество подобных тел, обращающихся вокруг общего их центра — Солнца...».

Потомство назвало эту комету именем Галлея. Впоследствии некоторым другим кометам также присваивались названия по имени ученых, особенно хорошо изучивших их движение. Так, комета, давно известная под именем кометы Энке, стала впоследствии называться кометой Энке — Баклунда по фамилии директора Пулковской обсерватории, изучившего особенности ее движения.

Комета Галлея не обманула ожиданий того, чье имя она носила, и вернулась. Но к тому времени, как она, хотя и не по своей воле, собралась вернуться, на Земле произошло много событий. Наука о небе далеко ушла вперед. Стало возможным учесть влияние возмущений, производимых планетами, на движение кометы Галлея. Их учет позволил точнее предсказать ее появление. Этот серьезный и большей труд взял на себя французский математик Клеро.

Мало кто знает, какое отношение к комете Галлея имеют красивые бело-розовые или голубые цветы, известные под названием гортензии. Их родина — Япония, и они были впервые вывезены во Францию ко времени возвращения кометы Галлея. Парижская Академия наук назвала этот новый для Европы цветок в честь женщины, которая была верной помощницей Клеро в его вычислениях. Гортензия Лепот — одна из первых ученых женщин, вероятно, вспоминала в эти дни судьбу своей далекой предшественницы, первой женщины-астронома Гипатии. Много веков тому назад (в IV веке) в знойном Египте, в Александрии, Гипатия изучала течение небесных светил и была растерзана за «колдовство» той же озверелой и темной толпой, руководимой христианскими монахами, которая сожгла величайшую сокровищницу древней учености — Александрийскую библиотеку...

Клеро и Лепот указали более точно время прохождения кометы Галлея через перигелий в середине апреля 1759 г. и предвычислили ее видимый путь по небу. С приближением кометы к Земле и к перигелию комету стали подстерегать ученые, но всех их опередил Палич — крестьянин, открывший ее в декабре 1758 г. Из дальнейших наблюдений выяснилось, что комета Галлея прошла перигелий на 31 день раньше, чем было предвычислено.

В следующем появлении в 1835 г. комета Галлея прошла перигелий всего на 9 дней позже, чем ожидалось по новым, еще более точным расчетам.

В 1910 г. при своем последнем наблюдавшемся появлении, она запоздала к перигелию против вычислений всего лишь на три дня, — так усовершенствовался учет возмущений и точность наблюдения комет. Какова будет ошибка предвычислений к будущему появлению кометы? Оно будет около 1985 г., и автор всем вам, дорогие читатели, желает его увидеть, увы, не рассчитывая на это сам.

Как мы видим, слова Пушкина «...как беззаконная комета в кругу расчисленном светил» могут быть справедливы только в отношении комет, наблюдаемых впервые.

При последнем ее возвращении комету Галлея впервые увидели 11 сентября 1909 г. на предсказанном для нее на этот день месте, когда она отстояла от Земли и от Солнца примерно вдвое дальше, чем Марс отстоит от Солнца. После прохождения кометой перигелия 20 апреля 1910 г. она скрылась из вида (вернее, от стеклянного глаза астрографов, которые в содружестве с фотопластинкой следили за ней на месяц дольше, чем глаза, вооруженные телескопами) 1 июля 1911 г. В это примерно время она на своем обратном пути от Солнца уже пересекала «орбиту Юпитера.

Этот пример дает понятие о том, сколько времени остается видимой яркая комета и на каких расстояниях от Земли и от Солнца она может быть прослежена.

По старинным летописям и хроникам, составленным на Руси и в других странах, было обнаружено много прежних появлений кометы Галлея, начиная с 240 г. до нашей эры, когда ее видели и отметили китайцы. В ее появление в 1066 г. с нее был написан первый, хотя и очень уродливый портрет. Я имею в виду упомянутую уже вышивку королевы Матильды Фландрской, представляющую первую известную нам попытку изобразить комету. Если вы знакомы с исторической хронологией, попытайтесь вспомнить, свидетельницей каких событий на Земле была комета Галлея во время разных своих приближений к Земле. Однако никакие изменения на Земле, протекавшие между любыми ее последовательными возвращениями, не были так грандиозны, как те, которые произошли на Земле со времени ее последнего визита к нам в 1910 г.