В 1901 году В.М. Флиндерс-Петри обнаружил в Верхнем Египте пещеру с древнеегипетским погребением, на своде которой изображены два гороскопа, указывающие даты смерти отца и сына, похороненных здесь. Астроном Нобель датировал эти гороскопы 52 и 59 годами н. э. Однако вскоре выяснилось, что это решение основано на натяжках (чтобы удовлетворить традиционной хронологии Древнего Египта). Н.А. Морозов доказал, что на всем историческом интервале существует единственное астрономическое решение, идеально удовлетворяющее всем условиям задачи: 1049 год (гороскоп отца) и 1065 год н. э. (гороскоп сына). Сын умер через 15 лет после отца. Эта датировка объясняет и - прекрасную сохранность этих древнеегипетских рисунков, выполненных водяными красками.
Древние звезды "Альмагеста"
Неподвижные звезды… Это название настоящим звездам дали древние, чтобы отличить их от "движущихся звезд" - планет. В разных странах и в различные времена по-разному представляли они себе, что такое эти звезды: золотые ли гвозди на черно-голубом бархате ночного небесного купола, отверстия ли в этом куполе, сквозь которые пробивается неземной божественный свет… Главной, общей чертой любых таких представлений было именно то, будто эти звезды без божественного вмешательства никогда не сдвинутся со своих мест.
Уже в античную эпоху астрономы начали составлять таблицы с координатами "неподвижных" звезд. В их времена представлялось, что такие каталоги - работа на вечность и что будущим астрономам выпадет на долю лишь уточнять координаты звезд с помощью все более изощренных и точных приборов. Но шли века, и эти каталоги переставали быть пригодными и для практических нужд навигации, и для астрологических исчислений. Звезды смещались.
Впрочем, здесь необходима одна оговорка. Звездочеты древности достаточно быстро заметили, что Северный полюс - точка, вокруг которой ежесуточно вращаются звезды, - методично смещается, и определили линию, по которой идет это смещение; они сочли ее идеальной окружностью, что на самом деле не совсем так. Заметить это смещение, именуемое прецессией, было, видимо, не так уж трудно: хотя Северный полюс совершает полный оборот за 26 тысяч лет, ежегодное его смещение составляет более 50 дуговых секунд, так что за несколько десятков лет набегает сдвиг, который легко было обнаружить, даже пользуясь древнейшими измерительными приборами. Возникал естественный вопрос: если уж составлять звездный каталог, то в какой системе координат?
Проще, и на первый взгляд естественней, воспользоваться экваториальной системой, отмеряя широтное расположение звезд от полюса, положение которого за две-три ночи можно определить с точностью идеальной (насколько позволяют приборы). Первый (черновой) текст любого старинного звездного каталога наверняка именно в такой системе координат и составлялся. Но что делать дальше? Через 20 лет такой каталог устаревает, поскольку благодаря прецессии накопится сдвиг точки полюса, уже обнаруживаемый визуально. Пересчитывать же каталог для нового положения полюса - работа весьма и весьма сложная и кропотливая: пришлось бы менять и широтные, и долготные координаты каждой звезды (причем как та, так и другая величина меняются по сложным геометрическим зависимостям), и ошибки, количество которых с каждым пересчетом будет накапливаться, неизбежны. Тем более что тригонометрии, в которой можно было бы найти формулы для пересчета угловых координат, не говоря уж о таблицах синусов и косинусов, в те древние века не существовало, приемы же арифметических расчетов были невероятно громоздкими, - поэтому использовались графические методы, для каждой звезды приходилось рисовать отдельный чертеж, изображающий ее сдвиг по сетке координат. И такая работа - через каждые 20 лет!..
В таком случае не разумнее ли перейти на другую систему координат, именуемую эклиптикальной, приняв за "полюс" центр той окружности, по которой в ходе прецессии движется звездный Северный полюс? Минус здесь в том, что придется провести пересчет координат всех звезд (из чернового варианта каталога) немедленно, а не через 20 лет; но зато огромный плюс в том, что эклиптический полюс, находящийся в созвездии Дракона, как предполагали тогда, неподвижен и звездный каталог с пересчитанными от эклиптического полюса координатами всех звезд становится… вечным. Представленные в нем эклиптические широты звезд вообще не будут меняться, а в эклиптические долготы их хотя и нужно будет вносить поправку, но это уже просто, она одинакова буквально для всех звезд и увеличивается ежегодно на величину 50,24″.
Вот почему, несмотря на огромную техническую сложность этой работы, древние звездные каталоги (точнее, их окончательные тексты) составлялись именно в эклиптических координатах: хлопотно, зато навечно. Однако трудолюбивые старинные астрономы ошибались. Точка эклиптического полюса все-таки не стоит на месте, да и линия, по которой движется Северный полюс, не является идеальной окружностью. Вечного и неподвижного нет нигде и ничего - ни на Земле, ни в небе. Убедившись в этом, современные астрономы давно уже отказались от "вечной" эклиптической системы звездных координат и вернулись к системе координат экваториальных.
В прошлом веке возник новый интерес к полузабытым древним звездным каталогам: предполагалось, что можно будет, сопоставив старые и новые координаты, определить собственную скорость движения каждой звезды по ночному небу. Однако точность старинных таблиц оказалась для такой работы слишком низкой, гораздо надежней оказалось опереться на каталоги, составленные всего лишь 20–30, а не 1000 лет назад.
В наше время среди астрономов наблюдается повторная вспышка интереса к ним, но уже по причине прямо противоположной: зная (теперь уже) собственные скорости звезд, интересно проверить датировку тех древних каталогов, относительно времени создания которых возникли сомнения.
Самый большой интерес здесь представляет звездный каталог из "Альмагеста" - обширной астрономической энциклопедии, которая, как считается, составлена знаменитейшим астрономом позднеантичных времен Клавдием Птолемеем (II век н. э.). Но существует и иное предположение, будто этот каталог был составлен значительно раньше - при другом великом античном астрономе - Гиппархе (II век до н. э.). Тем более необходимо попытаться уточнить его датировку.
Интересна история "Альмагеста". На несколько столетий он вообще, как бы исчез. Много позже, в VIII–IX веках, возник интерес к астрономии у арабов, а потом и у персов, и у тюрков, которые строили обсерватории и проводили множество астрономических наблюдений. Книга Птолемея была переведена на арабский язык и тем самым, по всей видимости, сохранена для истории: дошедшие до нас греческий и латинский тексты "Альмагеста" считаются переводами с арабского; самые ранние (из числа известных сегодня) списки его - это арабские тексты, да и само слово "Альмагест" - арабское.
Датировать "Альмагест" по собственным движениям звезд различные исследователи пытались неоднократно, порой не всегда добросовестно (с вольной или невольной подтасовкой результатов), чаще - по слишком малому количеству индивидуальных исследуемых звезд (в результате чего итог может оказаться далеким от истины). Ни одну из этих работ, к сожалению, нельзя назвать проделанной безукоризненно. Поэтому приходится возвращаться к этой проблеме снова.
Внешняя схема такой работы представляется очевидной и несложной (если не иметь в виду, конечно, чисто технические трудности). Вот перед нами современный каталог сегодняшнего звездного неба. Скорость собственных движений наиболее ярких звезд хорошо известна. С помощью ЭВМ мы можем на основе этих данных получить достаточно точные звездные каталоги для неба двухвековой давности, четырехвековой и так далее - и с учетом движения Северного полюса, и с пересчетом в эклиптикальную систему координат. Теперь, казалось бы, только и остается сравнить полученные таблицы с каталогом из "Альмагеста" и выбрать наиболее похожий. Но здесь-то и начинаются основные трудности.
Первая из них: какая из сегодняшних звезд, для которых мы провели перерасчет, соответствует какой-нибудь конкретной звезде из "Альмагеста"? Если не считать нескольких звезд, которые в "Альмагесте" имеют собственные имена, сохранившиеся до наших дней, все остальные звезды древнего каталога (а их около 1000) практически безымянны.
Возьмем для примера одну из сегодняшних звезд. Прослеживая ее обратное движение по небу - в глубь прошлых веков, мы видим, как она сближается то с одной, то с другой звездой из "Альмагеста". Казалось бы, что в этом плохого? Но дело в том, что любое из этих сближений создает иллюзию того, что мы "пришли куда надо"; или, говоря точнее, оно увеличивает значение суммарного критерия - числа, которым оценивается сходство каталога из "Альмагеста" и "старинных" каталогов, полученных на ЭВМ. Однако очевидно, что все эти сближения, кроме одного, - ложные. Вполне может случиться и так, что одновременно у нескольких звезд совпадут эти ложные сближения, в сумме они могут дать такое увеличение критерия, которое будет по величине близко к "истинному". В итоге получим сразу несколько вариантов потенциально возможных ответов, и - никакой подсказки, который из них следует предпочесть.
Кстати, одна из этих коварных звезд - О Эридана - оказалась рекордсменкой. В разные исторические эпохи она сближается с тремя различными звездами из "Альмагеста"! Быстрые звезды очень соблазнительны для решения нашей задачи, а эта звезда - одна из самых быстрых. Поэтому не удивительно, что в некоторых из аналогичных работ именно ее кладут в основу расчетов. Но три сближения - это три различных ответа на вопрос о датировке "Альмагеста", из которых, вольно или невольно, исследователь выберет именно тот, который близок к его исходным предположениям; два других ответа он может при этом даже и не заметить.
Отсюда несколько выводов: звезды, для которых мы наблюдаем более чем одно сближение, в расчетах будут только помехой, так что едва ли следует вообще их рассматривать. С другой стороны, приходится выбросить из рассмотрения и те звезды, которые не дают ни одного сближения. И наконец, относительно невысокая точность звездного каталога "Альмагеста" не позволяет ограничиваться при расчетах одной или двумя-тремя звездами, даже если они быстрые и отождествляются однозначно.
Вторая трудность заключается в том, что автор каталога из "Альмагеста" вполне мог целый участок неба занести в свои таблицы с одной и той же систематической ошибкой. Например, он мог неверно измерить координаты какой-нибудь яркой звезды, а положение соседствующих звезд отсчитывать именно от нее. Или: ошибиться в значении угла между плоскостями эклиптики и экватора и т. п. Поэтому очень желательно вообразить себе все возможные виды ошибок, которые мог допустить древний астроном, и попробовать их учесть.
Итак, отброшены все звезды, которые способны только помешать расчетам. Исправлены все ошибки древнего астронома, какие только можно представить и учесть. Что же в результате?
Ответ таков: звездный каталог "Альмагеста" был составлен между 600 и 1300 годами нашей эры.
Интересно! Великий астроном поздней античности Птолемей жил, как утверждают историки, во II веке, а составлял он свой звездный каталог, как об этом свидетельствуют сами звезды, - в позднем средневековье. Как это совместить?
Другие странности того же "Альмагеста"
Внимательно присмотревшись к звездному каталогу из "Альмагеста", можно заметить в нем еще несколько особенностей, которые также заставляют усомниться в традиционной датировке его II веком н. э.
Каталог начинается со звезд Малой Медведицы (ближайших к Северному полюсу мира) и постепенно переходит ко все более и более южным звездам. Это с несомненностью говорит о том, что действительно, как и предполагалось в предыдущей главе, его черновой вариант был составлен в экваториальной системе координат и лишь затем, ради превращения его в "вечный каталог", был кропотливо пересчитан в эклиптикальную систему. Начинать с точки Северного полюса и затем методично спускаться к югу - более чем естественно, и странного здесь (пока) ничего нет.
Первая звезда каталога - хорошо нам известная Полярная звезда.
Казалось бы, так и должно быть. На самом же деле именно это очень странно.
Почему? Потому, что во II веке н. э. ближайшей к Северному полюсу была не Альфа Малой Медведицы (Полярная звезда), а Бета! Бета находилась тогда на расстоянии 8° от полюса, а Альфа - 12°, то есть в полтора раза дальше.
Но, может быть, причина в том, что Птолемей, описывая ближайшее к полюсу созвездие, начал описание с его "заглавной" звезды (поскольку "альфа" - первая буква греческого алфавита)? Нет. Птолемей не пользовался алфавитной нумерацией звезд.
Тогда, может быть, он попросту начал с ярчайшей звезды созвездия Малой Медведицы?.. И опять нет. Это в наше время Полярная звезда считается (и действительно является) ярчайшей звездой, за что и получила королевский титул "Альфа". Но сам Птолемей описал ее как звезду 3-й величины, а Бета Малой Медведицы в его каталоге названа звездой 2-й величины, то есть сочтена более яркой.
Ситуация точно такая же, как если бы сегодняшний астроном начал свой звездный каталог не с Полярной звезды, а с Беты Малой Медведицы.
Итак, не найти ни логического, ни психологического объяснения непонятного поступка Птолемея: он начал свой каталог и не с ближайшей к Северному полюсу мира, и не с заглавной, и не с ярчайшей (по его мнению) звезды созвездия. Вот что по этому поводу писал Н.А. Морозов: "Кому во втором и даже в третьем веке пришло бы в голову при описании неба от Северного полюса к югу начать счет с наиболее удаленной от него звезды в северном созвездии, и притом начать счет не с середины туловища Малой Медведицы, где была тогда ближайшая к полюсу звезда, а с хвоста, где находилась самая отдаленная?"
Однако все встает на свои места, если отказаться от предположения, что "Альмагест" был составлен около начала нашей эры. На протяжении всех этих столетий Северный полюс мира плавно перемещался, приближаясь к Полярной звезде, и сейчас находится на расстоянии всего 1° от нее. Приблизительно в IX–XI веках нашей эры произошла "смена лидера", когда Бета уступила Альфе право называться ближайшей к полюсу яркой звездой. Именно с этого времени и стало естественным начинать звездный каталог с нынешней Полярной звезды. Напрашивается предположение, что каталог из "Альмагеста" мог быть составлен только в IX веке или позже. Конечно, рассмотренная здесь "странность" не была бы достаточно веским доводом для передатировки каталога, но она прекрасно согласуется с ответом, сформулированным в предыдущем разделе.
Следующая особенность звездного каталога из "Альмагеста" заключается в его органической слитности с астрономическими гравюрами Дюрера. Вот что пишет о них один из крупных современных ученых голландский астроном Корнелис де Ягер: "В 1515 г. были опубликованы карты неба с несколько экстравагантными рисунками созвездий, выполненными в стиле того времени. Эти карты стали результатом замечательной кооперации трех человек: математик И. Стабиус определил координаты звезд на небе, К. Хейнфогель перенес их положения на карту, а знаменитый художник А. Дюрер по ним нарисовал созвездия. С этого началась новая картография. Раньше в Западной Европе существовала традиция, в соответствии с которой основной интерес представляли созвездия, а не положения звезд. Звезды на картах помещались на "подходящих" местах: например, Альдебаран - глаз Тельца, Алголь - в голове Медузы и т. д. Для новых карт базовыми данными стали измеренные положения звезд".
Великий немецкий художник Альбрехт Дюрер (1471–1528), выполнив научный заказ, в 1515 году выпустил в свет гравюры звездных карт. Они уже разошлись среди астрономов, когда позже - в 1537 году - было напечатано первое латинское издание "Альмагеста", сопровожденное этими гравюрами.
Сам Дюрер явно не занимался астрономией, во всяком случае звездные карты - его единственное астрономическое произведение. Может быть, именно поэтому Дюрер допустил там несколько крупных нелепостей. Вот одна из них. Это - изображенный им "опрокинутый" Пегас. На гравюре-то он смотрится хорошо, однако при переносе карты на небо, по словам Морозова, "от восхода до заката Пегас летит там вверх ногами, как подстреленная птица". То же самое произошло и с Геркулесом…
Словом, художник здесь явно взял верх над заказчиком-астрономом. Гораздо важней оказалось для Дюрера то, как смотрится рисунок созвездия на листе бумаги, чем то, каким "видит" это созвездие астроном на реальном небе.
Любые предположения о том, что гравюры Дюрера могли быть художественно оформленными копиями с каких-либо древних рисунков созвездий, бессмысленны: в эпоху до изобретения (в начале XV века) техники гравюры любой такой рисунок мог существовать лишь как единичный экземпляр, а потому и не представлял практической ценности, поскольку копирование его мгновенно привело бы к искажениям, выходящим за рамки допустимого при астрономических наблюдениях.
Поэтому надо признать, что всякое изображение созвездий, повторяющее ошибки Дюрера, могло появиться только после издания его гравюр. В том числе и словесное описание типа: "звезда выше левого колена Пегаса".
Но дело в том, что именно этими словесными описаниями и уточняется местоположение неярких звезд в каталоге "Альмагеста", из текста которого однозначно следует, что основой для этих описаний являются именно гравюры Дюрера. В том числе и те рисунки, где он по художнической прихоти (или незнанию) опрокинул созвездия вверх ногами. Возьмем того же Пегаса. Автор "Альмагеста" в своем перечислении созвездий методично движется с севера на юг. Поэтому, проходя по опрокинутому созвездию, первой он заносит в каталог "звезду в пупе Пегаса", а последней - "звезду во рту".
Итак, составитель каталога ссылается на карты, включающие в себя нелепости гравюр Дюрера. Следовательно, подобные словесные описания могли появиться в тексте "Альмагеста" лишь около 1515 года.
Может быть, словесные описания - позднейшие вставки? Но в таком случае как выглядел исходный текст? Ответа на этот вопрос мы, очевидно, не получим. Издания 1515, 1528 годов и более поздние вышли в свет, когда уже существовали гравюры Дюрера; издание же якобы 1496 года, насколько нам известно, вообще не содержит звездного каталога.
Обратимся теперь к странностям, обнаруживаемым при сопоставлении наиболее важных средневековых изданий "Альмагеста": латинскому изданию 1537 года (в Кельне) и греческому изданию 1538 года (в Базеле).
Числовой материал в них различен. Координаты звезд, указанные в латинском издании, соответствуют их положению на небе в XV–XVI веках, то есть времени издания. В греческом же издании все эклиптикальные долготы звезд убавлены (в сравнении с латинским изданием) на круглое число 20° плюс-минус 10 дуговых минут. Эта поправка на прецессию как раз и относит звездный каталог ко II веку нашей эры. Вопрос: что первично?
Вполне понятно, что принято думать (поскольку Птолемей считается автором "Альмагеста" и астрономом II века), будто греческое издание воспроизводит оригинальные данные каталога, а латинское издание - подправленные. Это подтверждается и титульным листом латинского издания, где относительно публикуемых там данных сказано: "к сему времени приведенные особенно для учащихся".