О видимых движениях небесных тел 7 страница

в темной комнате, после прохождения через прозрачную призму образует продолговатое изображение, окрашенное в различные цвета. Этот луч представляет собой пучок бесконечного числа лучей разных цветов, которые призма разделяет в силу их различной преломляемости. Наибо­лее преломляемый луч – фиолетовый, затем синий, голубой, зеленый, желтый, оранжевый и красный. Но хотя мы указываем здесь только семь цветов лучей, их существует целая бесконечность, незаметно переходящих один в другой по цвету и преломляемости. Все эти лучи, собранные линзой, снова дают белый солнечный свет, который, таким образом, представляет собой смесь всех простых, или однородных, цветов, взятых в определенных пропорциях.

Если луч однородного цвета хорошо отделен от других лучей, он уже не изменяет ни своей преломляемости, ни цвета, каковы бы ни были преломления и отражения, испытываемые им. Значит, его цвет не является результатом изменения света той средой, через которую он проходит, а связан с его природой. Однако тождество цвета еще не означает тождества света. Смешивая вместе несколько различно окрашенных лучей Солнца, разложенных призмой, можно образовать цвет, подобный одному из простых цветов. Так смешение однородных желтого и красного цветов производит оранжевый, подобный однородному оранжевому. Однако преломление лучей такой смеси при новом прохождении через призму снова их разделяет на составляющие цвета, тогда как однородные оранжевые лучи остаются неизменными.

Лучи света, встречаясь с поверхностью зеркала, отражаются, образуя с перпендикуляром к его поверхности углы отражения, равные углам падения.

Преломление и отражение солнечных лучей в каплях дождя порождают радугу, объяснение которой, основанное на строгом расчете и точно удовлетворяющее во всех деталях этому любопытному явлению, есть один из выдающихся результатов физики.

Большинство тел разлагает падающий на них свет: одна часть его по­глощается, а другая отражается во всех направлениях, и тело кажется красным, синим, зеленым и т. д. в зависимости от цвета отраженных им лучей. Так, белый солнечный свет, разливаясь по всей природе, разлагается и отражает к нашим глазам бесконечное разнообразие цветов.

После этого короткого отступления о природе света я возвращаюсь к астрономической рефракции. Рефракция света в воздухе почти независима от его температуры и пропорциональна его плотности. Переходя из пустоты в воздух с температурой тающего льда и под давлением, измеренным высотой ртути в барометре, равной 0.76 м, световой луч преломляется так, что синус угла преломления относится к синусу угла падения как единица к 1.0002943321. Поэтому чтобы определить путь луча в атмосфере, достаточно знать закон распределения плотности в ее слоях. Но этот закон, зависящий от их температуры, очень сложен и изменяется в течение суток. Если положить, что температура атмосферы везде равна 0°, то, как было показано, плотность ее слоев убывает в геометрической прогрессии. Отсюда путем анализа можно найти, что при высоте

ртути в барометре, равной 0.76 м, рефракция на горизонте будет равна 7391^сс [2395"]. Она была бы равна 5630^сс [1823"], если бы плотность слоев уменьшалась в арифметической прогрессии и становилась равной пулю на поверхности атмосферы. Наблюдаемая горизонтальная рефракция, равная 6500^сс [2106"], находится по середине между этими пределами. Таким образом, закон изменения плотности атмосферных слоев с высотой близок к промежуточному между этими прогрессиями. Приняв гипотезу, учитывающую обе прогрессии, можно достигнуть хорошего представления сразу всех наблюдений барометра и термометра по мере поднятия в атмосфере, а также астрономической рефракции, не прибегая, как это делали некоторые физики, к гипотезе об особой жидкости, смешанной с атмосферным воздухом и преломляющей свет.

Если видимая высота небесных светил под горизонтом превышает lis [Ю°], рефракция зависит только от показаний барометра и термометра в месте наблюдения, и почти пропорциональна тангенсу видимого зенитного расстояния небесного светила, уменьшенного па произведение трех с четвертью на рефракцию, соответствующую этому расстоянию при температуре тающего льда и при высоте барометра, равной 0.76 м. Из сказанного следует, что при этой температуре и высоте барометра, равной 0.76 м, коэффициент, умножение которого на этот тангенс дает астрономическую рефракцию, равен 187.^сс24 [60."60] и, что особенно замечательно, сравнение большого числа астрономических наблюдений приводит к такой же величине, которую поэтому можно считать очень точной. Но она изменяется с плотностью воздуха. Каждый градус тем­пературы увеличивает объем воздуха на 0.00375, если принимать этот объем за единицу при температуре 0°. Следовательно, коэффициент 187.^сс24 [60."60] надо разделить на единицу плюс произведение 0.00375 на число градусов температуры. Кроме того, при всех других равных условиях плотность воздуха пропорциональна высоте барометра. Поэтому этот коэффициент надо умножить на отношение этой высоты к 0.76 м, приведя столбик ртути к температуре 0°. С помощью этих данных можно составить точную таблицу рефракции, начиная от видимой высоты в ll^g [10°] до зенита, т.е. в том интервале, в котором производятся почти все астрономические наблюдения. Эта таблица не будет за­висима от любой гипотезы об уменьшении плотности атмосферных слоев, и она может служить как на вершинах самых высоких гор, так и на уровне моря. Но поскольку сила тяжести изменяется с высотой и широтой места, ясно, что при одной и той же температуре одинаковые высоты барометра не указывают на одинаковую плотность воздуха, и она должна быть меньше там, где сила тяжести меньше. Поэтому коэффициент 187.^сс24 [60."60], определенный на параллели 50^g [45°], на поверхности Земли должен меняться как сила тяжести. Следовательно, из него надо вычитать произведение 0.^сс53 [0."14] на косинус удвоенной широты.

В таблице, о которой шла речь, предполагается, что состав атмосферы везде и во всякое время одинаков. Это было установлено опытами. Теперь известно, что наш воздух не представляет собой однородную суб-

станцию, а на 100 частей он содержит 79 частей азота и 21 часть кислорода – газа в высшей степени необходимого для горения тел и для дыхания животных, которое само есть медленное горение, главный источник тепла живых организмов. В атмосферном воздухе на 1000 частей содержится также 3 или 4 части углекислого газа. Воздух, взятый в различные времена года, в самых отдаленных странах, на самых высоких горах и даже еще больших высотах, был подвержен очень точному анализу, и в нем всегда находили в той же пропорции оба газа – азот и кислород. Легкая оболочка, заполненная водородом, самым разреженным из всех газов, вместе с привязанными к ней телами поднимается до тех пор, пока не встретит в атмосфере слой, достаточно разреженный, чтобы остаться там в равновесии. Таким способом, которым мы обязаны французским ученым, человек расширил свои владения и свое могущество. Он может устремиться в воздух, пройти облака и исследовать природу в высоких областях атмосферы, ранее нам не доступных. Самый полезный для науки подъем был осуществлен г-ном Гей-Люссаком, который поднялся на 7016 м над уровнем моря – самую большую высоту, которая до сих пор была достигнута. Р1а этой высоте он измерил магнитную интенсивность и наклонение магнитной стрелки, которые он нашел такими же, как на поверхности Земли. В момент его отправления из Парижа, около десяти часов утра, высота барометра была 0,7652 м, термометр отмечал 30.°7 и волосяной гигрометр 60%. Пять часов спустя, в самой высокой точке подъема, те же приборы показывали: 0.3288 м, –9.°5 и 33%. Наполнив баллон воздухом из высоких слоев, г-н Гей-Люссак с большой тщательностью сделал анализ его и не обнаружил разницы между этим воздухом и воздухом из самых низких слоев атмосферы.

Прошло лишь около половины века, как астрономы ввели в таблицы рефракции высоту барометра и термометра. Стремление к исключительной точности, которую теперь стараются достичь в астрономических наблюдениях и инструментах, привело к желанию знать влияние влажности воздуха на его преломляющую силу и, если это необходимо, учитывать показания гигрометра. Чтобы дополнить непосредственные наблюдения, которых было мало в этой области, я исходил из гипотезы, что действие воды и ее паров на свет пропорционально их плотности, – гипотезы тем более правдоподобной, что гораздо более глубокие изменения в состоянии тел, чем переход из жидкого состояния в парообразное, не изменяют сколько-нибудь заметно отношение между их влиянием на свет и их плотностью. Приняв эту гипотезу, о преломлении света водяным паром можно судить по измеренному с большой точностью прелом­лению, которое испытывает луч света, переходя из воздуха в воду. Так, находим, что преломляющая способность водяного пара превышает таковую способность воздуха, приведенного к той же плотности; но при одинаковом давлении плотность воздуха превышает плотность пара почти в таком же отношении. Отсюда следует, что преломление, возникающее в водяных парах, рассеянных в атмосфере, близко к преломлению в воздухе, место которого эти пары занимают, и поэтому влияние влажности воздуха на его преломляющие свойства незаметно. Г-н Био подтвердил

этот результат путем непосредственных опытов, показавших, кроме того, что температура влияет на рефракцию только через производимое ею изменение плотности воздуха. Наконец, г-н Араго, применив очень хитроумный и точный способ, убедился в том, что влияние влажности воздуха на рефракцию неощутимо.

Предыдущая теория предполагает, что атмосфера совершенно спокойна, так что плотность воздуха на равных высотах над уровнем моря повсюду одинакова. Но ветер и неравенство температур нарушают это предположение и могут заметным образом действовать на рефракцию. Каковы бы ни были усовершенствования астрономических инструментов, влияние этих возмущающих причин, если оно существенно, всегда будет препятствием для достижения высшей точности наблюдений, число которых придется сильно увеличивать, чтобы это влияние преодолеть. К счастью, мы уверены, что это влияние не может превысить очень малое число секунд.*

Атмосфера ослабляет свет небесных тел, особенно на горизонте, где их лучи пересекают ее на большой протяженности. Из опытов Бугера следует, что если интенсивность света от небесного светила, находящегося в зените, при входе этого света в атмосферу и при показаниях барометра 0.76 м принять за единицу, то, дойдя до наблюдателя, она ослабляется до 0.8123. В этом случае, если бы атмосфера везде была одинаково плотной и имела температуру 0°, высота равнялась бы 7945 м. Естественно думать, что ослабление луча света, проходящего через атмосферу, будет таким же, как при этих гипотезах, так как он встречает на своем пути то же число молекул воздуха. Итак, слой воздуха толщиной 7945 м с указанной выше плотностью уменьшает силу света до 0.8123. Легко вывести ослабление света в слое воздуха такой же плотности и любой толщины, так как очевидно, что если интенсивность света уменьшается до одной четверти, пересекая данную толщу воздуха, то еще один слой такой же толщины уменьшит эту четверть до одной шестнадцатой первоначальной величины. Отсюда видно, что, если толщина слоя увеличивается в арифметической прогрессии, интенсивность света уменьшается в геометрической. Следовательно, логарифмы интенсивности пропорциональны толщине слоев. Итак, чтобы получить табличный логарифм интенсивности света, прошедшего слой воздуха некоторой толщины, надо умножить число – 0.0902835 – табличный логарифм чи-

_________________

* Исследования физиков в области астрономической рефракции дают нам пример того, как опасны гипотезы, когда их принимают за действительность вместо того, чтобы рассматривать их как средство подвергнуть наблюдения вычислениям. Доминико Кассини при построении таблицы рефракции исходил из очень простого предположения о постоянной плотности атмосферы. Эта таблица, очень точная для тех высот, на которых почти всегда наблюдают небесные светила, была принята астрономами. Естественное стремление использовать привычные представления, привело к общему мнению, что, в соответствии с гипотезой Кассини, рефракция будет увеличиваться по мере того, как мы поднимаемся в атмосфере. Это мнение существовало до тех пор, пока Бугер не показал, сделав очень большое число наблюдений в Кито на высоте 2800 м над уровнем моря, что рефракция на этой высоте не только не увеличивается, но уменьшается.

сла 0.8123 – на отношение этой толщины к 7945 м, а если плотность больше или меньше, чем предыдущая, надо увеличить или уменьшить этот логарифм в той же пропорции.

Чтобы определить ослабление света небесных тел в зависимости от их высоты над горизонтом, можно вообразить световой луч движущимся в канале, и воздух, заключенный в нем, привести к рассматривавшейся выше плотности. Длина столба этого воздуха определит ослабление света рассматриваемого небесного светила. В пределах зенитных расстояний от 12^g [11°] до зенита можно допустить, что путь света от светила прямолинеен, и в этом интервале высот рассматривать слои атмосферы как плоские и параллельные. Тогда толщина каждого слоя в направлении светового луча относится к его толщине в вертикальном направлении как секанс видимого зенитного расстояния светила к радиусу. Поэтому, умножив этот секанс на – 0.0902835 и на отношение высоты барометра к 0.76 м, затем разделив полученное произведение на единицу плюс число 0.00375, умноженное на число градусов термометра, мы получим логарифм интенсивности света рассматриваемого светила. Это очень простое правило дает ослабление интенсивности света на вершине гор и на уровне морей, что может быть полезно как для исправления наблюдений спутников Юпитера, так и для оценки интенсивности солнечного света в фокусе зажигательных стекол. Однако мы должны заметить, что пары, находящиеся в воздухе, значительно влияют на ослабление света. Ясное небо и разреженный воздух делают свет звезд более ярким на вершинах высоких гор, и если бы наши большие телескопы были перенесены на вершину Кордильер, несомненно были бы открыты некоторые небесные явления, которые более плотная и менее прозрачная атмосфера в наших странах делает невидимыми.

Интенсивность света небесных тел на очень малых высотах, так же как и его рефракция, зависят от высоких слоев атмосферы. Если бы ее температура была везде одинакова, логарифмы интенсивности света были бы пропорциональны астрономической рефракции, деленной на косинусы видимых высот, и тогда эта интенсивность на горизонте уменьшалась бы приблизительно до 1/4000 доли ее первоначальной величины. Именно поэтому Солнце, яркий свет которого можно лишь с трудом выносить в полдень, без труда смотрится па горизонте.

С помощью приведенных данных можно определить влияние нашей атмосферы на затмения. Преломляя солнечные лучи, которые пересекают атмосферу, она отклоняет их в теневой конус Земли, и, поскольку горизонтальная рефракция превосходит полусумму параллаксов Солнца и Луны, центр лунного диска, предполагаемый на оси этого конуса, от одной и той же точки поверхности Солнца получает лучи с двух сторон Земли. Поэтому если бы атмосфера не поглощала большую часть падающего на нее света, этот центр был бы освещен больше, чем в полнолуние. Из анализа приведенных выше данных следует, что, если за единицу взять свет в этой точке во время полнолуния, ее освещенность во время центральных затмений в апогее составит 0.02 и лишь 0.0036 или приблизительно в шесть раз меньше – во время перигейных центральных зат-

мений. Если же из-за необычайным образом сложившихся обстоятельств получится, что пары облаков поглотят значительную часть этого слабого света, когда он проходит атмосферу, чтобы пройти от Солнца к Луне, это последнее светило станет совсем невидимо. История астрономии дает нам несколько, правда очень редких, примеров полного исчезновения Луны во время ее затмений. Красный цвет Луны и Солнца на горизонте указывает нам, что земная атмосфера легче пропускает лучи этого цвета, который по этой же причине окрашивает Луну во время затмений.

Во время затмений Солнца производимая ими темнота уменьшается светом, отраженным земной атмосферой. В самом деле, предположим, что мы находимся па экваторе и что центры Солнца и Луны – в зените. Если Луна находится в перигее, а Солнце в апогее, темнота будет наиболее глубокой и продолжительность затмения будет около 5'/г мин. Диаметр тени, проецируемой на Землю, составит 0.022 диаметра Земли и будет в шесть с половиной раз меньше диаметра сечения атмосферы плоскостью горизонта, по крайней мере, если предположить высоту атмосферы равной 0.01 земного радиуса, что было выведено из продолжительности сумерек. Очень правдоподобно, что атмосфера посылает к нам заметные лучи с еще больших высот. Мы видим, таким образом, что Солнце освещает во время своих затмений наибольшую часть атмосферы, находящейся над горизонтом. Но она освещена только частью солнечного диска, увеличивающейся по мере удаленности атмосферных молекул от зенита. В этом случае солнечные лучи проходят большую толщу земной атмосферы, чтобы от Солнца прийти к этим молекулам и от них, путем отражения, достигнуть наблюдателя, и настолько ослабляются, что позволяют видеть звезды первой и второй величины. Окраска этих лучей, включающих голубизну неба и красноту сумерек, распространяет на все предметы мрачный свет, который вместе с внезапным исчезновением Солнца вселяет в животных страх.

Книга вторая

ОБ ИСТИННЫХ ДВИЖЕНИЯХ НЕБЕСНЫХ ТЕЛ

Гавань покинув, плывем; отступают селенья и берег.

Вергилий. Энеида, кн. III, 72.*

Мы изложили главные видимые движения небесных тел, и их сравнение побудило нас умозрительно заставить планеты двигаться вокруг Солнца, которое в своем движении вокруг Земли увлекает с собой фокусы их орбит. Но видимые явления были бы теми же, если бы Земля, как и все планеты, перемещалась бы вокруг Солнца. Тогда это светило было бы вместо Земли центром всех планетных движений.

Понятно, как важно для прогресса астрономии знать, какая из этих двух возможностей имеет место в природе. Руководствуясь индукцией и аналогиями, мы, сравнивая видимые явления, будем определять порождающие их истинные движения и постигать законы этих движений.

Глава I

О ВРАЩАТЕЛЬНОМ ДВИЖЕНИИ ЗЕМЛИ

Размышляя о суточном движении, которому подвержены все небесные тела, с очевидностью убеждаешься в существовании одной общей причины, которая их увлекает или представляется нам увлекающей их вокруг оси мира. Если учесть, что эти тела изолированы друг от друга и находятся далеко от Земли на очень различных расстояниях, что Солнце и звезды удалены от нее гораздо дальше, чем Луна, что вариации видимых диаметров планет указывают на большие изменения в их расстояниях от Земли и, наконец, что кометы свободно пересекают небо во всех направлениях, то очень трудно понять, как одна и та же причина сообщает всем этим телам общее вращательное движение. Но так как светила, увлекаемые небом вокруг неподвижной Земли, представлялись бы нам совершенно так же, как если бы Земля вращалась в противоположном направлении вокруг самой себя, кажется гораздо естественнее принять за действительное это последнее движение и рассматривать движение неба лишь как видимое.

Земля есть шар, радиус которого не достигает и 7 000 000 м. Солнце, как мы уже видели, несравненно больше. Если бы его центр совпадал с центром Земли, его объем заключил бы в себе орбиту Луны и протянулся бы еще на столько же дальше. Отсюда можно судить о его огром-

_______________

* Перевод С. Ошерова.

ных размерах. При этом Солнце удалено от пас приблизительно на 23 000 земных радиусов. Не бесконечно ли проще предположить, что Земля, на которой мы живем, вращается вокруг самой себя, чем воображать, что столь отдаленная и такая внушительная масса Солнца движется с чрезвычайной скоростью, необходимой, чтобы в одни сутки обернуться вокруг Земли? Какую огромную силу нужно было бы к ней приложить, чтобы удержать ее и уравновесить ее центробежную силу? А ведь подобные же трудности возникают и со всеми другими светилами. Однако все эти трудности исчезают, если предположить, что Земля вращается.

Мы уже видели раньше, что полюс экватора кажется нам медленно перемещающимся вокруг полюса эклиптики и что от этого возникает предварение равноденствий. Если Земля неподвижна, полюс экватора тоже должен быть неподвижен, потому что он соответствует всегда одной и той же точке на земной поверхности. Значит, небесная сфера движется вокруг полюсов эклиптики и в этом движении увлекает все небесные светила. Если бы это было так, целая система из множества тел, столь различных по их величине, движениям и расстояниям, была бы подчинена одному общему движению, которое исчезает и сводится к простой видимости, если предположить, что земная ось движется вокруг полюсов эклиптики.

Увлекаемые движением, общим для всего, что нас окружает, мы по­добны мореплавателю, которого вместе с его судном ветер несет по морю. Ему кажется, что он неподвижен, а берега, горы и все, что находится вне его корабля, представляется ему движущимся. Но, сравнивая протяженность берегов и долин и высоту гор с малостью своего судна, он понимает, что их движение лишь кажущееся, порожденное его собственным реальным движением. Многочисленные небесные светила, рассеянные в небесном пространстве, по отношению к нам представляют то же, что берега и горы по отношению к мореплавателю. И те же соображения, по которым он убеждается в реальности своего движения, доказывают нам реальность движения Земли.

Аналогия подтверждает это доказательство. Почти у всех планет на­блюдалось вращательное движение, и это движение направлено с запада на восток, т. е. подобно тому, которое, как будто, для Земли указывается суточным движением небесных светил.

Юпитер, будучи намного больше Земли, делает оборот вокруг своей оси менее чем за половину суток; и наблюдатель на его поверхности увидел бы, что за этот промежуток времени небо оборачивается вокруг него. Тем не менее это движение неба было бы только кажущимся. Не естественно ли думать, что то же самое имеет место при наблюдении с Земли? То, что Земля, так же как и Юпитер, сплюснута у полюсов, убедительно подтверждает эту аналогию. В самом деле, можно понять, что центробежная сила, стремящаяся удалить все части тела от оси его вращения, должна была понизить поверхность Земли у полюсов и приподнять ее на экваторе. Эта же сила, кроме того, должна была уменьшить силу тяжести на экваторе, и это уменьшение было подтверждено наблюдениями маятников. Все это заставляет нас считать, что Земля вращается вокруг

самой себя и суточное вращение неба – лишь иллюзия, вызванная этим вращением, иллюзия, похожая на ту, что небо представляется нам в виде голубого свода, к которому прикреплены все небесные светила, и поверхность Земли – как плоскость, на которую он опирается. Так астрономия преодолела обманы чувств, но только после того, как они были рассеяны большим числом наблюдений и вычислений. Человек, наконец, познал движение земного шара, на котором он живет, и его истинное положение во вселенной.

Глава II

О ДВИЖЕНИИ ЗЕМЛИ ВОКРУГ СОЛНЦА

Поскольку суточное вращение неба есть не что иное, как иллюзия, являющаяся результатом вращения Земли, естественно думать, что годичное обращение Солнца, уносящего с собой все планеты, точно так же есть только иллюзия, возникающая из-за перемещения Земли вокруг Солнца. Следующие соображения не оставляют в этом никакого сомнения.

Массы Солнца и многих планет значительно больше массы Земли. Поэтому гораздо проще предположить ее вращение вокруг Солнца, чем движение вокруг нее всей солнечной системы. Какие сложности в небесных движениях влечет за собой неподвижность Земли! Какие быстрые движения надо тогда предположить у Юпитера, у Сатурна, почти в десять раз больше удаленного, чем Солнце, у еще более удаленной планеты Уран, чтобы заставить их каждый год обращаться вокруг нас, тогда как они движутся вокруг Солнца. Эта сложность и эти огромные скорости движений исчезают, если принять мысль о поступательном движении Земли, движении, согласном с общим законом, по которому малые не­бесные тела обращаются вокруг соседних с ними больших тел.

Аналогия Земли с другими планетами подтверждает это движение. Подобно Юпитеру, она вращается вокруг себя и сопровождается спутником. Наблюдатель на поверхности Юпитера считал бы, что солнечная система вращается вокруг него, и размеры этой планеты делали бы эту иллюзию менее неправдоподобной, чем для Земли. Не естественно ли думать, что движение этой системы вокруг нас также является только кажущимся?

Перенесемся мысленно на поверхность Солнца и оттуда рассмотрим Землю и планеты. Все эти тела покажутся нам двигающимися с запада на восток, и уже это единообразие направлений есть указание на движение Земли. Но что с очевидностью на него указывает, это закон, связывающий время обращения планет с их расстоянием до Солнца. Они движутся вокруг него тем медленнее, чем дальше от него отстоят, так что квадраты времен их обращения вокруг Солнца относятся между собой как кубы их средних расстояний до него. Следуя этому замечательному закону, продолжительность обращения Земли вокруг Солнца, если пред-

положить, что она движется вокруг него, должна быть в точности равна звездному году. Не является ли это неопровержимым доказательством того, что Земля движется, как и все планеты, и что она подчиняется тому же закону? К тому же не странно ли предполагать, что земной шар, едва различимый с Солнца, стоит неподвижно среди планет, движущихся вокруг этого светила, которое в свою очередь вместе со всеми этими планетами движется вокруг Земли? Не должна ли сила, которая для удержания планет в своих орбитах уравновешивает их центробежную силу, равным образом воздействовать на Землю, и не следует ли, чтобы Земля противопоставляла этому воздействию такую же центробежную силу? Таким образом, рассмотрение планетных движений, видимых с Солнца, не оставляет никаких сомнений в действительном движении Земли. Но наблюдатель, находящийся на ней, имеет, сверх того, еще одно веское доказательство этого движения в явлении аберрации, которое есть его необходимое следствие, что мы сейчас изложим.

В конце прошлого века Рёмер обратил внимание на то, что затмения спутников Юпитера происходят раньше во время противостояний этой планеты и позже при ее соединениях. Это заставило его предположить, что свет, распространяющийся от этих светил, доходит до Земли не мгновенно, а затрачивает некоторое ощутимое время, чтобы пересечь орбиту Солнца. В самом деле, Юпитер находится к нам ближе во время противостояний, чем во время соединений, на величину диаметра солнечной орбиты; в первом случае затмения должны происходить для нас раньше, чем во втором, на время, затрачиваемое светом для пересечения солнечной орбиты. Закон запаздывания этих затмений так точно отвечает этой гипотезе, что от нее невозможно отказаться. В результате получено, что свет затрачивает 571 с [493^s], чтобы пройти от Солнца до Земли.¹⁸

Неподвижный наблюдатель увидел бы светила в направлении их лучей. Но этого не произойдет, если предположить, что он движется вместе с Землей. Чтобы свести это к случаю неподвижного наблюдателя, достаточно перенести на светила их свет и на самого наблюдателя его собственное движение, но в противоположном направлении, что не изменит видимого положения светил, так как в силу общего закона оптики, если сообщить всем телам некоторой системы общее движение, не произойдет никакого изменения их видимых положений. Теперь представим себе, что в момент, когда луч входит в земную атмосферу, ему сообщают, как воздуху и Земле, движение, равное, но противоположное движению наблюдателя, и посмотрим, какие явления это движение должно произ­вести в видимом положении светила, от которого исходит этот световой луч. Здесь можно не учитывать перемещение, вызванное вращательным движением Земли, которое даже на экваторе почти в 60 раз меньше, чем движение Земли вокруг Солнца. Можно также без ощутимой ошибки предположить, что все световые лучи, посылаемые к нам каждой точкой поверхности диска светила, параллельны друг другу и лучу, который соединял бы центр светила и центр Земли, если бы она была прозрачной. Тогда явления, которые мог бы увидеть наблюдатель, помещенный в этот последний центр, и которые зависят от сочетания движений света

и Земли, были бы почти одинаковыми для всех наблюдателей, расположенных по поверхности Земли. Наконец, мы отвлечемся здесь от небольшого эксцентриситета земной орбиты. При принятых условиях в промежутке 571 с [493^s], который затрачивается светом на то, чтобы пройти радиус земной орбиты, Земля описывает на этой орбите небольшую дугу, равную 62,^сс5 [20,"2]. Из законов сложения движений следует, что если вообразить небольшую окружность, проведенную через центр звезды параллельно эклиптике с диаметром, измеряемым на небе дугой в 125^сс [40."5], направление луча света, сложенное с движением Земли, взятым в обратном направлении, встречает эту окружность в точке, где она пересекается плоскостью, проведенной через центры звезды и Земли по касательной к земной орбите. Поэтому звезда должна казаться движущейся по этой окружности и описывать ее каждый год так, что она постоянно на 100^g [90°] отстает от Солнца на его видимой орбите.

Это явление тождественно описанному нами в XIII главе первой книги изложению наблюдений Брадлея, которому мы обязаны этим открытием и объяснением его причины. Чтобы отнести звезды к их истинным положениям, достаточно поместить их в центр малой окружности, которую, как нам кажется, они описывают. Итак, их годичное движение – не что иное, как иллюзия, производимая сочетанием движений света и Земли. Его соотношение с положением Солнца уже могло бы привести к предположению, что это годичное движение лишь кажущееся, но предыдущее объяснение наглядно демонстрирует движение Земли вокруг Солнца, так же как увеличение градусов и силы тяжести при переходе от экватора к полюсам делает ощутимым ее вращательное движение.

Дата добавления: 2015-07-02