10.3.2. Рождение телескопа

Увлечение астрономическими исследованиями возникло в Европе в связи с изобретением зрительной трубы. В современных энциклопедиях разных стран её изобретателем называются разные лица: в Британской энциклопедии автором её считается английский математик Томас Гарриот, тогда как в немецкой называются имена двух немцев – Кристофа и Шайнера. Более достоверно первую зрительную трубу построил голландский очковый мастер Ханс Липперсгей в 1604 г. Слух о «голландской трубе» быстро распространился по Европе, и она стала чем-то вроде ярмарочной игрушки. Узнав о ней, Галилей сразу понял принцип её действия и в своей мастерской изготовил сначала трубу с увеличением в 3 (1609 г.), а потом и в 32 раза, сразу направив её на Луну.

Кеплер по другому отреагировал на это событие, написав теорию зрительной трубы в книге «Диоптрика» в 1611 г. В ней он предложил свою – «кеплерову» схему трубы из 2-х двояковыпуклых линз, ─ которая и поныне применяется в телескопах-рефракторах. Что касается Гарриота, то он, как установил оксфордский историк А. Чепмен, просто купил голландскую трубу и 26.07.1609 впервые направил ее на Луну. Именно ему принадлежат первые карты Луны, изготовленные в 1610─1613 гг. и по качеству превосходившие аналогичные карты Галилея. Тем не менее, зачинателем оптической астрономии по праву считается Галилей, т.к. именно он увидел и оценил грандиозные возможности нового инструмента и, будучи уже опытным экспериментатором, сделал множество астрономических открытий, дав им детальные объяснения.

Известно, что еще в 1604 г. Галилей одним из первых увидел вспыхнувшую в созвездии Змееносца «новую» звезду, по поводу которой у него завязался трудный спор с философами-перипатетиками, отрицавшими возможность изменений на небе. И телескоп стал мощным орудием в этом споре, позволившим Галилею подтвердить свою правоту. Он сразу же направил свой инструмент на небо (7 января 1610 г. – день рождения оптической астрономии!) где обнаружил множество новых структур и явлений, принесших ему славу и известность. Так взглянув на Луну, он увидел на ней высокие горы (до 7 км по его расчетам длины тени), глубокие впадины и обширные равнины, которые он назвал «морями». Взглянув на Млечный путь, Галилей увидел, что это бесчисленное скопление звезд. Глядя через тёмный светофильтр на диск Солнца, он увидел на нем медленно перемещающиеся темные пятна, из чего он заключил, что Солнце вращается. У Венеры он обнаружил фазы ее освещенности, подобные лунным. Это открытие, сделанное в 1616 году, окончательно подкосило правдоподобие птолемеевой системы Мироздания, т.к. она в принципе не могла дать объяснения этому явлению. Однако не все, увиденное в телескоп, он мог объяснить даже стоя на позициях новой коперниканской системы. Так, наблюдая Сатурн, Галилей увидел возле его диска небольшие боковые вздутия, смысл которых был ему непонятен. Поэтому об этом открытии он объявил ученому миру посредством анаграммы :«Отдаленную планету тройною наблюдал». Когда же через 2 года он снова взглянул на Сатурн, эти придатки пропали, что крайне поразило Галилея и он начал сомневаться в своем открытии. Секрет этого исчезновения разгадал через 45 лет Гюйгенс, объявивший о кольцевой природе галилеевых «вздутий».

С помощью зрительной трубы Галилей дал правильное объяснение пепельного света Луны (хотя такое же объяснение, как впоследствии выяснилось, дал еще Леонардо да Винчи). Наибольший резонанс в мире вызвало открытие им 4-х спутников Юпитера, которые он назвал «Медичейскими звездами» (термина «спутник» еще не существовало) в честь покровительствовавшего ему семейства Медичи, и даже дал им имена членов этой семьи. Однако эти названия не прижились и впоследствии эти «галилеевы спутники» получили названия по именам древнегреческих персонажей: Ио, Европа, Ганимед и Каллисто. Важность этого открытия заключалась в том, что впервые были обнаружены новые небесные тела (что противоречило всем церковным догмам) и к тому же эти «сателлиты», (как назвал их Кеплер), наглядно показывали систему Коперника в действии.

Учитывая потребности морской навигации, где ввиду отсутствия на борту судна хронометров были серьезные трудности с определением долготы, Галилей позднее (1635 г.) предложил в качестве таких часов использовать «медичейские звезды». К сожалению, с течением времени выяснилось, что эти часы обладают погрешностью, обусловленной, как было установлено в 1676 г. датским физиком Олафом Рёмером (1644 – 1710), конечностью скорости света (по его измерениям она оказалась равной 230 тыс. км/сек, по современным данным она есть 299,8 тыс. км/сек).

Свои первые астрономические открытия Галилей описал в 1610 г. в небольшой, но знаменитой работе «Звездный вестник», сыгравшей огромную роль в становлении и распространении коперниканской системы. Как это произошло в свое время и с книгой Коперника, церковь не сразу поняла опасность новых астрономических открытий, неумолимо подтверждавших концепции Коперника и Джордано Бруно. Поэтому новые сенсационные факты свободно обсуждались во всех слоях общества, сделав их автора желанным гостем великосветских собраний и княжеских дворов. Галилей даже изготовил несколько зрительных труб специально для царствующих особ, чтобы они воочию убедились в его открытиях. В результате решением Венецианского сената, в ведении которого был Падуанский университет, жалованье Галилея было увеличено в 3 раза, педагогическая нагрузка резко снижена, а должность профессора закреплена за ним пожизненно (до этого он должен был переизбираться каждые 6 лет).

Тем не менее, в 1610 г. в возрасте 46 лет Галилей решил вернуться в родную Флоренцию, чтобы подобно Кеплеру получить титул «придворного математика и философа» Великого герцога Тосканского Козимо II Медичи с пожизненным окладом в тысячу флоринов в год, окладом, невиданным для математика.. Также он стал экстраординарным профессором математики Пизанского университета без обязанности чтения лекций. К сожалению, при этом он из весьма свободной и независимой среды Венецианской республики попал в жёстко - клерикальную иезуитскую среду Флоренции. Здесь он уже не решался открыто публиковать свои астрономические открытия (пятна на Солнце, фазы Венеры, «вздутия» Сатурна), сообщая о них лишь в личной переписке или в общении с друзьями. Одним из новых изобретений Галилея во Флоренции стало создание микроскопа (1612), два экземпляра которых сохранились (без стекол) до сих пор.