§ 1. Зарождение концепции островных вселенных на основе идей гравитации. Райт
Сама природа может распутать сложность хаоса.
Рождение концепции гравитирующих островных вселенных, которая с середины XVIII и до первых десятилетий XX в. была предметом острых дискуссий, прочно связывается в истории астрономии с именем английского астронома-самоучки Томаса Райта (1711—1786). Космологической проблеме посвящены три его работы: 1734 г. (осталась в рукописи, обнаруженной лишь в 1967 г.), 1742 и 1750 гг.
О концепции Райта судили обычно по изложению ее у Канта. Истинные мотивы и содержание размышлений и построений Райта были раскрыты (после обнаружения упомянутой рукописи) лишь в 1970 г. английским историком астрономии М. Хоскином. Б космологии Райта нашло яркое отражение характерное для той эпохи развития науки астрономо-теологическое ее понимание. Аналогичной была и форма размышлений над вопросом о наиболее общих закономерностях Вселенной, о ее упорядоченности. Это особенно наглядно проявилось в сочинениях английского астронома и теолога В. Уистона (1667—1752), по которым учился Райт. Одна из книг Уистона так и называлась: «Астрономические принципы религии» (1717, 1725).
Вместе с тем, видимо, из этих книг Райт узнал впервые о законе всемирного тяготения и о том, что в случае конечности Вселенной все звезды, если они вначале были неподвижны, должны были бы сблизиться и в конце концов упасть друг на друга в центре Вселенной. Он знал также об открытии Галлеем собственных движений звезд. Из всего этого Райт сделал правильный вывод, что звезды должны обращаться вокруг общего центра тяготения (по аналогии с планетами), чтобы не упасть на него. Но центр звездной Вселенной Райт представлял как божественный источник самой правильности, упорядоченности Вселенной.
Цель своих исканий общего устройства Вселенной Райт записал еще в 1729 г. в дневнике: «Я задумал отыскать идеи о Божестве и Мироздании и объединить естественное со сверхъестественным». Поэтому Вселенную он изобразил как систему сферических областей вокруг ее не только физического центра тяготения, но и одновременно «священного престола», или даже «ока Бога». Близ него он располагал область «рая», далее материальную область смертных («бездна времени, или область смертных») и, наконец, царство «тьмы и отчаяния», т. е. ад. Таким образом, материальную Вселенную Райт считал конечной.
В описании вида окружающей звездной Вселенной с Земли он пояснял, что если близкие звезды видны по отдельности, то далекие, разбросанные беспорядочно по всему пространству, сольются для глаза в беловатое сияние; на его плоской схеме эта картина выглядела как яркое сплошное светящееся кольцо (а не сфера).
По-видимому, преследуя сначала главным образом «просветительские» цели, вернее, цели поучения праведной жизни и рисуя поэтому рай и ад, Райт тогда не особенно задумывался над некоторыми астрономическими следствиями своих общих рассуждений и их противоречием с наблюдаемым кольцом Млечного Пути, а не сияющей сферой. Но в своем основном труде 1750 г., который уже назывался строго научно: «Оригинальная теория, или новая гипотеза Вселенной», Райт уточняет картину. Он склонен считать правильным предположение, что звезды распределены беспорядочно, но все вместе заключены при этом в некотором сферическом слое, окружающем некий особый центр (см. рис. 20, а). Такое распределение Райт называл «упорядоченным беспорядком».
Теологическое истолкование центра и общей структуры Вселенной заставляло Райта отделять область, близкую к центру (нематериальная область — «рай»), от области «смертных», заполненной звездами. Поняв, однако, что возникает противоречие между ожидаемой в таком случае картиной слабо и почти равномерно светящегося всего неба и реальной картиной лишь светящегося кольца — Млечного Пути, Райт вышел из этого затруднения изобретательным способом. Он предположил, что звезды сосредоточены в пределах тонкого сферического слоя (т. е. как бы вернулся к картине древних!), но что в нем же расположен и наблюдатель. Тогда картина Млечного Пути возникает потому, что наблюдатель, смотря вдоль касательной к этому слою, будет видеть отдаленные его части в форме туманного кольца, а в перпендикулярных направлениях увидит «пустоту» и более близкие, а потому разбросанные по небу звезды. При этом только в качестве наглядной иллюстрации он говорил о картине плоского слоя звезд (как части сферического слоя очень большого радиуса).
Рис. 20. Схема Вселенной Т. Райта: а) схема строения нашей звездной системы (вариант), б) множественность звездных систем (интерпретация млечных туманностей, 1750)
Райт, кроме того, рассмотрел тогда же второй вариант решения космологической проблемы, при котором звезды располагались вокруг «божественного центра» кольцом и как бы повторяли в больших масштабах, как писал сам Райт, систему Сатурна. При этом звезды, по его представлениям, двигались в таком кольце подобно «частям, составляющим кольцо Сатурна» (в этом можно видеть первый намек на идею дискретности кольца Сатурна).
Райт предполагал существование и других «божественных центров» со своими системами звезд вокруг них. Но нарушить равноправие среди подобных «центров» не посмел и потому не допускал существования систем разных порядков, т. е. иерархии. Так мировоззрение не позволило родиться ценной научной идее.
Источник
научная статья по теме «ОСТРОВНАЯ ВСЕЛЕННАЯ» ТОМАСА РАЙТА Физика
Цена:
Авторы работы:
Научный журнал:
Год выхода:
Текст научной статьи на тему ««ОСТРОВНАЯ ВСЕЛЕННАЯ» ТОМАСА РАЙТА»
«Островная вселенная» Томаса Райта
кандидат физико-математических наук
Государственный астрономический институт им.П.К.Штернберга Московского государственного университета имМ.ВЛомоносова
В 2011 г. исполняется 300 лет со дня рождения знаменитого английского астронома Томаса Райта (1711 — 1786). В истории астрономии с его именем связано рождение гипотезы об островной структуре звездной Вселенной. Опираясь на открытие Г.Галилеем (1610) звездного состава части облаков Млечного пути, Райт первым предположил (1750), что и все маленькие так называемые млечные туманности — загадочные объекты, более двух десятков которых было открыто к тому времени с помощью первых рефлекторов, — не что иное, как далекие звездные системы. Так появилась новая космологическая теория «островных вселенных» Райта. Первым ее оценил и развил (1755) И.Кант, сделав имя Томаса Райта всемирно знаменитым. А сам термин «островная вселенная» позднее (1785) ввел В.Гершель.
Но в научной биографии английского астронома-самоучки имеются и забытые страницы, где он предстает как незаурядный пропагандист новых открытий в астрономии, историк и популяризатор науки.
Томас Райт родился 22 сентября 1711 г. в деревне Байерс Грин недалеко от города Дарема на северо-востоке Англии и был третьим сыном в семье мелкого землевладельца (выходец из старинного, но обедневшего рода, его отец зарабатывал на жизнь еще и ремеслом плотника). В возрасте шести лет
© Еремеева А.И., 2011
Томаса отдали в школу соседнего города Окленда. Из-за дефекта речи (сильного заикания) он не мог окончить вместе ее со всеми и продолжил обучение частным образом. Любовь к математике и астрономии пробудил в нем талантливый педагог Томас Манди. Но в дальнейшем свои глубокие знания Райт приобрел путем самообразования. Более того, преодолев свой недуг, он уже в юности проявил себя блестящим лектором и в 19 лет открыл в портовом городе Сандерленде собственную школу, где стал преподавать морякам математику и навигацию. Одновременно он показал себя как талантливый вычислитель и конструктор: составлял астрономические календари, рассчитывал предстоящие затмения, построил по заказу города большие стенные солнечные часы и даже изобрел часы-ка-лендарь, а также прибор для ориентации в море («паннаути-кон»), получивший одобрение английского адмиралтейства. Дальнейшая жизнь Райта протекала на частной службе у разных высокопоставленных особ, что помогало ему издавать и собственные научные труды. Последние годы, более четверти века своей долгой жизни, Райт провел в полном уединении в родном селении, близ которого даже начал строить обсерваторию. На ее незавершенной башне в 1950 г. была помещена памятная доска в честь 200-летия его знаменитой «островной вселенной». Скончался Томас Райт 25 февраля 1786 г.
Томас Райт. Портрет из собрания сочинений Coelestis» (1742). Библиотека Университета в Дареме.
там же, где и родился, и был похоронен в церкви Святого Андрея в Окленде.
Популярные образовательные лекции юного Райта (которые он стал читать в 30-х годах XVIII в.) отражали его эпоху — начало утверждения новой астрономической картины мира, построенной И.Ньютоном на основе открытого им закона всемирного тяготения. Упорядоченность вечных движений планет, устойчивость Солнечной системы, как и звездного Мироздания, сам Ньютон и его современники и последователи приписывали действию Бога. Преследуя в своих лекциях и нравственно-воспитательные цели, Райт рисовал перед своими слушателями Мироздание как состоящее из материальных
Схема Вселенной (центральное сечение). Из первых лекций Райта 30-х годов.
и духовных, невидимых частей: в центре он помещал ненаблюдаемую Божественную область (Рай), вокруг которой в виде широкой сферической области располагалась материальная звездная Вселенная («бездна времени, область смертных»), а за нею — также невидимая зона, «область тьмы и отчаяния», т.е. Ад. Осознав затем несовместимость этой схемы с картиной узкой полосы Млечного Пути (возникающей, как он понимал, от слияния в перспективе лучей далеких составлявших его звезд), Райт в своем основном космологическом сочинении «Оригинальная теория, или новая гипотеза Вселенной» (1750) предложил весьма остроумную теорию строения нашей звездной Вселенной из концентрических тонких звездных слоев или даже колец (в этом можно видеть прообраз спиральных ветвей), в одном из которых поместил и нашу Солнечную систему. Тогда картина Млечного пути объяснялась как эффект наблюдения изнутри такого слоя, вдоль и поперек него. (Эту подлинную гипотезу Млечного Пути Райта впервые раскрыл анг-
лийский историк астрономии М.Хоскин в 70-х годах ХХ в.)
Другой характерной чертой астрономической картины мира начала XVIII в. стала распространившаяся идея населенности всех небесных тел — планет и даже комет, как нашей Солнечной системы, так и планетных систем вокруг других звезд.
Но в своем первом опубликованном сочинении (1742) Райт проявил себя еще и как талантливый преподаватель и историк развития астрономических знаний.
Сочинение имело название «Clavis celestis» (полное: «Ключи небес, или Объяснение диаграммы, озаглавленной «Синопсис [краткий обзор] Вселенной, или Видимый Мир», сокращенно». Издано автором Томасом Райтом из Дарема. Лондон, MDCCXLII). Оно предназначалось в качестве учебного курса астрономии — как писал Райт, для тех, кто недостаточно знаком с математикой. Автор стремился избежать сухости изложения и показать своим читателям одновременно и строгость законов, и красоту, и величие Мироздания. Астрономию Райт
называет самой полезной наукой, так как именно она наглядно показывает человечеству удивительную гармонию, закономерность окружающей природы, воспитывает интеллект, возвышает духовный облик человека (и, разумеется, демонстрирует мудрость Творца — эта последняя идея в духе эпохи сопровождает лейтмотивом все сочинения Райта).
Его учебный курс сочетает количественные сведения, исторические экскурсы и даже стихи астрономо-философско-го содержания. Райт и в дальнейшем не раз цитировал известных тогда поэтов-философов (Джона Мильтона, Эдуарда Юнга, древних авторов). Курс предваряет Предисловие (сЛ—X) с объяснением целей и стиля сочинения. Затем следует обширное историческое Введение (с.Х!—ХХХ). Основная часть разделена на две книги. В книге I («О системе мира») на с. 1 — 38 дано детальное фактологическое описание Солнечной системы в нескольких разделах: 1) О планетах вообще, 2) О нижних планетах и Солнце, 3) О Земле и Луне, 4) О верхних планетах. Причем Райт, рассказывая, например, о Сатурне, сообщает, что сам наблюдал его кольцо в марте 1739 г. в пятифутовый рефлектор и видел его разделенным на три части. (Напомним, что впервые разделение кольца на два слоя открыл в 1675 г. первый директор Парижской обсерватории Д.Д.Кас-сини — «щель Кассини»). Райт рисует красочную картину кольца на небе жителей Сатурна. Приведено множество количественных данных о планетах и о Солнце.
В книге II («Наглядно продемонстрированные гипотезы») рассказано о законах устройства, движения и о физических свойствах тел Солнечной системы (с.39—78), включая кометы: 1) о законах движения и о видимом движении; 2) о свете и тепле (в том числе о рефракции света и очередности смены се-
Слоистая структура звездной Вселенной по Райту (для объяснения явления Млечного Пути), 1750 г.: А — центральная область, нематериальный центр Вселенной; В и С — области, которые показывают размеры видимой Вселенной (слева). Островные вселенные Райта, 1750 г. (справа).
зонов); 3) об уравнении времени (с объяснением возникновения самого понятия времени и его измерения по вращению Земли, о причине этой вводимой поправки ввиду неравномерности движения Земли и эллиптичности ее орбиты);
4) о планетных явлениях: их свечении, их фазах, возможности их обитаемости, О затмениях и покрытиях планет Луной;
5) о теории приливов; 6) о кометах (об открытии их периодичности только что скончавшимся тогда Э.Галлеем для трех комет: 1682, 1661 и 1680 гг.). Райт приводит и оценки наибольшего удаления комет от Солнца в их афелиях. Для наиболее долгопе-риодической (из известных тогда) кометы 1680 г. (с периодом, по Галлею, 575 лет) оно оценено в 11 200 000 000 миль. И поскольку они уже были включены
в состав Солнечной системы, то настолько же расширялись и ее границы! Эту новую (не просто сферическую, а многолепестковую!) картину Солнечной системы, а также идею о множественности таких систем Райт развил в своем основном сочинении 1750 г. Там же он пророчески отметил особую, существенную, роль комет как наиболее многочисленных объектов во Вселенной.
Завершают книгу не выделенные в самостоятельные подразделы краткие очерки: «О звездах» и «Объяснение различия старого и нового стилей счета времени». Отражая уже достаточно развившуюся физическую картину мира в то время, Райт пишет: «Звезды считаются всеми современными астрономами не чем иным, как большими огненными шарами, подоб-
ными Солнцу, беспорядочно разбросанными в мировом пространстве и, возможно, составляющими центры других планетных систем, подобных нашей, поскольку у нас нет причин это опровергать, но имеются многие, заставляющие нас этому верить» (с.75). Различие блеска звезд он объяснял исключительно различием их расстояний. Райт приводит результаты оценки Гюйгенсом расстояния до Сириуса путем сравнения блеска Солнца (изображение которого он «сузил» до величины Сириуса) с блеском этой звезды. Полученное расстояние в 142 дня (с.76), за которые его проходит свет (как известно, еще сильно, в 16 раз, заниженное), поражает и восхищает Райта как проявление всемогущества Создателя такой огромной Вселенной.
Солнечная (планетно-кометная) система: A—I — орбиты первых девяти известных к тому времени периодических комет; I — орбита Большой кометы 1680 г. (слева) и картина экзопланетных систем по Райту, 1750 г. (справа). A — Солнечная система, B — система Сириуса, C — система Ригеля.
Возможно, еще для своих лекций 30-х годов Райт построил демонстрационную сводную схему систем мира в виде огромной диаграммы площадью в 24 квадратных фута, ко
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.
Источник