– Но ведь крыша этих зданий все равно была открыта? – не утерпела Галатея.
– Конечно, иначе звёзды не увидишь. Но наблюдать звезды в течение долгих морозных ночей было настолько холодно, что астрономы использовали любую возможность укрыться от ветра.
За двадцать лет Тихо Браге на своём острове сделал десятки тысяч наблюдений звёзд и планет (Тихо помогала дюжина учеников и помощников). Наблюдения каждого года составляли целую книгу, которая публиковалась в собственной типографии обсерватории. Ураниборг стал первой астрономической обсерваторией современного образца.
Большое внимание Тихо уделял Луне, планетам и кометам. В 1577 году, наблюдая движение яркой кометы, Браге приходит к важному выводу, что нет никаких хрустальных сфер, к которым, как думали древние астрономы, прикреплены планеты. Он писал: «Движением комет четко доказано, что небесная машина – это не твёрдое тело, непроницаемое, составленное из различных реальных сфер, как до сих пор думали многие, но текучее и свободное, открытое во всех направлениях, которое не чинит абсолютно никаких препятствий свободному бегу планет».
– Верно, иначе комета побила бы в своём движении весь небесный хрусталь! – засмеялся Андрей.
– Но особенно интриговал астронома Марс – яркая планета, которую так удобно наблюдать и которая так странно ведет себя – то замедляется, то ускоряется и даже делает на небе огромные петли. Модель Коперника описывала движение Марса с невысокой угловой точностью – около одного градуса, или двух диаметров Луны. А в 1593 году вообще случилась «астрономическая катастрофа» – Марс резко отклонился от предсказаний теории Коперника на четыре с лишним градуса! Теория Птолемея давала значение, отличающееся от реального положения планеты на пять с лишним градусов!
Предсказание модели Коперника было настолько неточным, что аккуратный наблюдатель Тихо потерял веру в гелиоцентрическую теорию и придумывает свою систему мира, в которой Земля неподвижна, но остальные планеты вращаются не вокруг неё, а вокруг Солнца, которое само было спутником Земли. Тихо наблюдал небо, надеясь, что накопленные наблюдения позволят подтвердить не коперниканскую, а его систему мира. Но аккуратные наблюдения тем и ценны, что не зависят от желания наблюдателя.
Тут Дзинтара нахмурилась, видимо вспомнив что-то своё. Потом вздохнула и продолжила:
– В то время на обсерваториях ещё не было телескопов.
– Как? – не поверила своим ушам Галатея. – Обсерватория – и без телескопов?
– Да, тогда ещё телескоп не изобрели, и астрономы пользовались лишь своими глазами и угломерными инструментами. Тихо Браге построил несколько многометровых стальных и латунных угломеров – астролябий, квадрантов и армиллярных сфер – и совершил революцию в наблюдательной астрономии, повысив точность измерения положения светил на небе в десять раз и составив каталог из более чем тысячи звёзд, положение которых было измерено с необычайной аккуратностью.
* * *Тихо Браге был одновременно и астрономом, и аристократом шестнадцатого века. Он жил в своём феодальном замке на собственном острове. Замок имел редкий в те времена водопровод на всех этажах. В Ураниборге кипела жизнь: повседневные роскошные ужины на две дюжины человек; музыка, песни и стихи; карлик, играющий роль шута; любимые собаки и огромный домашний лось, который однажды выпил слишком много пива на приёме в честь заезжего вельможи, упал на лестнице и расшибся насмерть.
В гости к Тихо приезжали учёные и аристократы. В замке были специальные покои для датского короля, который был личным другом астронома и мог в любой момент навестить его. Шотландский король Яков с королевой Анной тоже побывал в Ураниборге, восхитился и воспел Тихо в поэме, написанной латынью.
София, младшая сестра Тихо Браге, увлеклась астрономией и помогала своему брату в наблюдениях, часто посещая его обсерваторию. Но остальные родственники осуждали Тихо и Софию, считая науку занятием, недостойным людей благородного происхождения.
* * *Но долгие годы расцвета Ураниборга подходили к концу: датский король Фредерик, расположенный к Тихо, умирает. Его наследник, юный король, собирает деньги на войну и постепенно прекращает финансирование обсерватории. Новый король возмущается «греховным» – то есть не освященным церковью – браком Тихо и вскоре отбирает у аристократа-астронома крупное норвежское поместье, дававшее доход для поддержания Ураниборга. Тихо пытается объясниться с королем, но это приводит лишь к окончательной ссоре. Надменный и набожный король рассматривает астронома Браге лишь как своего слугу, который должен подчиняться королевским приказам. В конце концов король попросту запрещает Тихо астрономические занятия, «полные опасной любознательности».
– А король-то – глупый! – воскликнула маленькая девочка Галатея. – Как его звали?
– Не думаю, что он стоит упоминания в нашей истории о знаменитом Тихо Браге. Это был всего лишь обычный король… – пожала плечами Дзинтара. – После ссоры с новым датским властителем Тихо Браге понимает, что настало время уезжать. Продав брату свою часть фамильного замка и собравшись в одну ночь, он отплывает с семьей с острова Вен.
Тихо поселяется в Праге и становится придворным астрономом императора Рудольфа II.
Вместе с собой он привозит архив своих наблюдений, а потом переправляет и главные инструменты с Ураниборга, включая металлические угломерные инструменты. Но прочно обосноваться на новом месте Тихо Браге не пришлось.
В возрасте пятидесяти четырёх лет аристократ и астроном Тихо Браге скончался от внезапной болезни. Умирая, он прошептал: «Жизнь прожита не напрасно!»
Тихо был прав: своей выдающейся и длительной деятельностью астронома-наблюдателя он заслужил благодарность потомков. Именем Тихо Браге назван один из самых примечательных кратеров на Луне и кратер на Марсе.
Тихо Браге выполнил свою мечту – он точно измерил ход космических светил и фактически узнал законы неба. Они были собраны в его многочисленных таблицах и ждали теоретического осмысления и превращения в точные математические формулы.
Император Рудольф велел похоронить протестанта Браге с рыцарскими почестями в главном католическом соборе Праги, что по тем временам было немыслимым нарушением обычных правил. На совместном надгробии Тихо Браге и его жены Кирстен высечен девиз жизни астронома:
«Не власти, не богатства, а только скипетры науки вечны»
Перед самой смертью Тихо успел сделать то, что позволило делу всей его жизни получить блестящее завершение: аристократ-наблюдатель передал записи своих бесценных наблюдений бедняку-математику Иоганну Кеплеру, сопровождая свой подарок наказом подтвердить систему мира, придуманную Тихо Браге.
Но это уже другая история с другим героем.
Примечания для любопытныхТихо Браге (1546–1601) – знаменитый датский астроном и аристократ. Основатель крупнейшей обсерватории Европы XVI века.
София Браге (1556–1643) – младшая сестра астронома Тихо Браге. Самостоятельно изучала астрономию и помогала брату в его работе. Занималась химией, медициной и генеалогией.
Король Фредерик II (1534–1588) – король Дании и Норвегии с 1559 года.
Император Рудольф II (1552–1612) – король Германии, с 1576 года – император Священной Римской империи.
Король Яков VI Шотландский (он же – король Яков I Английский) (1566–1625) – король Шотландии, а с 1603 года – король Шотландии и Англии.
Королева Анна (1574–1619) – дочь датского короля Фредерика II, жена короля Якова I (VI), королева Англии и Шотландии.
Сверхновая звезда 1572 года – звезда, взорвавшаяся на расстоянии 7500 световых лет от Солнечной системы – то есть за 7500 лет до того, как её заметили на Земле. Сейчас эту звезду называют «Сверхновая Тихо Браге».
Комета 1577 года – яркая долгопериодическая комета, более не возвращавшаяся к Земле. Длина кометного хвоста достигала 30 градусов.
Сказка о бедняке Кеплере и эллипсе из немецкой сосиски
– Жил-был несчастный мальчик по имени Иоганн. – Подражая дребезжащему голосу старухи-сказочницы, королева Никки, приехавшая в гости к принцессе Дзинтаре, рассказывала Галатее и Андрею новую историю: – Родился мальчик Иоганн в зимнюю стужу в бедняцком доме и в четыре года чуть не умер от оспы. Его отец был злобным и сварливым человеком, который бросил семью, ушёл в солдаты-наёмники и исчез навсегда. Мать тоже была тяжёлого нрава, неграмотна и кое-как зарабатывала траволечением.
Короче, это была очень несчастная и бедная семья. И сам мальчик ходил, повесив голову и глядя под ноги.
Однажды ночью мать разбудила Иоганна, которому уже исполнилось шесть лет, и вывела его на улицу, засыпанную снегом.
– Смотри! – И мать ткнула пальцем в небо.
Короче, это была очень несчастная и бедная семья. И сам мальчик ходил, повесив голову и глядя под ноги.
Однажды ночью мать разбудила Иоганна, которому уже исполнилось шесть лет, и вывела его на улицу, засыпанную снегом.
– Смотри! – И мать ткнула пальцем в небо.
Иоганн поднял голову и оцепенел от восторга.
По небу летела жар-птица – огромная, с сияющим хвостом. Она остановилась прямо над головой Иоганна, свесила по-русалочьи свой полыхающий хвост и лукаво рассмеялась – словно множество хрустальных колокольчиков запело. На улице стояла толпа людей – они все смотрели на небо, но небесная жар-птица пела песню только ему одному, Иоганну.
– Хм… – сказала скептически Галатея.
Никки вернула себе обычный голос:
– Не смейся, так оно и было на самом деле. Хотя надо признать, что комета 1577 года произвела немалое впечатление и на датчанина Тихо Браге, который следил за ней со своего острова.
Комета осветила трудную жизнь мальчика Иоганна.
– Откуда она прилетела? – расспрашивал он мать. – Там есть ещё… такие красивые?
Та лишь пожимала плечами – откуда неграмотной женщине знать тайны неба?
Три года спустя мать Иоганна снова разбудила его ночью.
Он вышел на улицу, поднял голову к небу и ужаснулся.
Круглая Луна была больной. Она светила гораздо слабее обычного и была кроваво-красной!
Это было лунное затмение.
Мальчик твёрдо решил – он обязательно должен узнать законы загадочного неба, таинственные правила внутренней жизни космоса, которые управляют движением комет и Луны.
Для этого нужно было хорошо учиться, поэтому Иоганн стал первым учеником в монастырской школе. После её окончания городские власти дали ему стипендию для обучения в Тюбингенском университете. Профессор астрономии Местлин, который преподавал на уроках официальное учение Птолемея, втайне был приверженцем теории Коперника. Местлин рассказал своему ученику Иоганну о гелиоцентризме – и юноша был покорен красотой запретной теории неба.
Закончив университет, Кеплер стал учителем математики в гимназии города Грац и вскоре женился на местной вдове, дочке мельника Барбаре, о которой саркастический Кеплер впоследствии вспоминал как о «простушке и толстушке».
– Хм! – тут уже слегка шокированно отозвался Андрей.
Никки вздохнула:
– С обычной точки зрения, и повзрослевшего Кеплера трудно было назвать счастливым человеком: он был болезненным, страдал фурункулами, желудком и головными болями. Он не любил мыться, и у него была сильная близорукость: Луна в его глазах попросту расщеплялась на несколько изображений. Семейная жизнь Кеплера не складывалась, финансовые дела были не блестящи…
– Да уж, баловнем фортуны его никак не назовёшь! – отозвалась Галатея.
– Но в душе Кеплера горело яркое желание познать гармонию космоса. Он нашёл загадочные математические соотношения между размерами орбит планет и опубликовал книгу «Тайна мира». В ней проявились его глубокие знания астрономии и впечатляющий математический талант. Кеплер послал свою книгу Тихо Браге и Галилею. С Галилеем у Кеплера завязалась многолетняя переписка.
Через шесть лет католики захватили город Грац и выгнали из него протестанта Кеплера. У католиков и протестантов один бог, но любят они его по-разному, отчего часто ссорятся и даже убивают друг друга.
– Интересно, что по этому поводу думает их общий бог… – пробормотал Андрей.
– Тихо Браге к этому времени переехал в Прагу и стал придворным астрономом императора Рудольфа. Для обработки своих многолетних наблюдений пожилой Тихо нуждался в молодом помощнике-математике. Браге вспомнил о присланной ему книге и пригласил 29-летнего учителя математики к себе на работу.
В 1600 году Кеплер прибыл в Прагу, где началось самое плодотворное десятилетие его жизни.
Трудно представить более разных людей: властный и громогласный аристократ-наблюдатель Тихо Браге и немногословный худой школьный учитель математики Кеплер. К тому же Кеплер был приверженцем теории Коперника, а Тихо Браге верил в свою систему мира, в которой Солнце вращалось вокруг Земли, а остальные планеты – вокруг Солнца.
Кеплеру и Браге не удалось поработать вместе: Тихо Браге через несколько месяцев после их встречи внезапно умирает. Кеплер становится придворным астрономом, обладателем всех наблюдательных данных Тихо Браге и приступает к решению задачи, которая с незапамятных времён мучила астрономов: он пытается распутать тысячелетнюю загадку запутанных орбит планет.
Действительно, если проследить за движением Марса среди звёзд, то мы с удивлением обнаружим, что Марс ведёт себя очень странно. Примерно раз в два года он перестаёт двигаться в обычном направлении, останавливается и пятится! За несколько месяцев Марс делает петлю или зигзаг на небе, лишь потом успокаивается и продолжает своё обычное движение.
Что за странные танцы в небе?
Аналогичные «кривули» на небе описывают и другие планеты, но петля Марса самая заметная.
Птолемей объяснял такое попятное, или петлеобразное, движение тем, что Марс движется по маленькому кругу – эпициклу, а сам центр эпицикла движется вокруг Земли по гораздо большему кругу и в противоположную сторону. Разнонаправленные движения по двум кругам складываются так, что планета может пятиться в небе.
Коперник считал, что планеты двигаются вокруг Солнца, но всё равно был вынужден сохранить два круговых разнонаправленных движения для каждой планеты, кроме самой Земли, которая равномерно летела по простой и совершенной круговой орбите.
Кеплер был коперниканцем, но видел, что теория Коперника не совпадает с наблюдениями Тихо Браге, хотя и меньше, чем птолемеева система мира.
– А почему он не отказался от теории Коперника, как это сделал Тихо Браге? – спросил Андрей.
– Искать новую теорию или улучшать старую – эту проблему решает каждый учёный, столкнувшийся с несовершенством теории, – сказала Никки. – Истина может лежать в обоих направлениях. В данном случае Кеплер верил, что можно улучшить теорию Коперника. Иоганн был полон решимости найти такие коперниканские орбиты планет, которые бы точно согласовывались с наблюдениями Тихо Браге.
Но как это сделать?
Кеплер был первым учёным в мире, который задумался не над тем – КАК движутся планеты, а над вопросом – ПОЧЕМУ они так движутся? Он прочитал книгу англичанина Вильяма Гильберта, который объяснял поведение стрелки компаса тем, что Земля сама является огромным магнитом. Кеплер задумался: может быть, в космосе действует магнитная сила Солнца, которая и заставляет планеты двигаться по своим орбитам?
Идея космической силы, связанной с Солнцем, была поистине гениальной и продвигала Кеплера в его рассуждениях. Он думал так: Меркурий расположен ближе всего к Солнцу, источнику силы, и двигается быстрее остальных планет. Чем дальше планета от Солнца, тем медленнее она движется. Так, может, это правило работает и для одной планеты? Ведь она движется по некруговой орбите то ближе к Солнцу, то дальше.
И Кеплер делает смелый шаг – отказывается от древнего принципа равномерного движения планеты по орбите. Теперь в его расчётах и Марс, и Земля движутся по своим орбитам, меняя скорость, – ускоряясь возле Солнца и замедляясь вдали от него. Проделав все необходимые вычисления, Кеплер увидел, что новая теория гораздо лучше совпадает с наблюдениями.
Он на верном пути! Но новая теория всё ещё отклонялась от точных наблюдений Тихо Браге. Может, наблюдения плохи? Нет, Кеплер знал, что Браге был самым аккуратным наблюдателем за всю историю астрономии. Он заставлял своих помощников одновременно наблюдать одну и ту же планету из разных башен своей обсерватории, а потом проверял совпадение их данных.
– И он сразу замечал по этим данным, если кто-то из его помощников задремывал и делал неточные наблюдения! – хихикнул Андрей. – Вот им, наверное, попадало после этого!
Никки согласилась:
– Браге отбирал только надёжные наблюдения и усреднял их, добиваясь невиданной точности измерения орбит. Поэтому теоретик Кеплер решил поверить не в свою новую теорию, а в аккуратные наблюдения Тихо Браге.
И принялся искать другое теоретическое решение.
Прошло два года. Кеплер напряжённо думал. Предположение о круговых основных орбитах и дополнительных эпициклах той же «совершенной» формы сковывало его по рукам и ногам.
Тысячи лет круг считался самым «священным» вариантом для орбит небесных светил. Но природа – насмешливый еретик, она не следует святым людским правилам, и карманы её полны сюрпризов…
За ужином Кеплер был рассеян. Напряжённо раздумывая о небесных орбитах, он положил на свою тарелку толстую немецкую сосиску и разрезал её поперек ножом. Вот, даже срез сосиски – круг. Да, но если придавить сосиску вилкой… вот так… то круг превращается в овал. Может быть, попробовать использовать для формы орбиты овал или эллипс? Это крамольная мысль, но если она будет согласовываться с наблюдениями Браге, то…