Был ли прав Галилей

В 1846 году берлинский астроном Иоганн Готфрид Галле открыл восьмую планету Солнечной системы — Нептун. Это вызвало сенсацию в научном мире. С тех пор астрономия ушла далеко вперед. Но, увы, до сих пор мы не знаем точных данных об орбите Нептуна.

Дело в том, что путь планеты вокруг Солнца продолжается 185 лет. С 1846 года она еще не прошла своего полного годового пути, и земные астрономы пока еще точно не знают ее орбиты. Американский астроном Чарльз Т. Коваль решил восполнить этот пробел. Для участия в работе он пригласил не астрономов или математиков, а профессора истории университета в Торонто Стиллмена Дрейка, — Коваль решил проверить данные старых астрономических наблюдений по опубликованным и неопубликованным материалам прежних лет.

До Галле еще в 1795 году Нептун наблюдал знаменитый французский астроном Лаланд, оставивший нам каталог пятидесяти тысяч небесных объектов. Он зафиксировал и Нептун, не подозревая тогда, что речь идет о планете. Сравнив его данные с расчетами, сделанными современными астрономами, Коваль установил, что Лаланд поместил Нептун несколько западнее того места, где он должен был находиться. Разница составляла семь дуговых секунд — величина в общем весьма незначительная, но в конце XVIII века астрономия была уже весьма точной наукой, и подобную разницу трудно приписать ошибкам наблюдений. Тем более, что все расчеты Лаланда производились с исключительной тщательностью. Но если так, то в чем же дело?

Было установлено, что в январе 1613 года произошло закрытие Нептуна Юпитером, и как раз тогда, как выяснили Коваль и Дрейк, над этим участком неба вел наблюдения Галилео Галилей. В центральной национальной библиотеке во Флоренции хранится рукопись, куда он заносил данные о своих наблюдениях над спутниками Юпитера: Ио, Европой, Каллисто и Ганимедом (их и доныне называют Галилеевыми спутниками). А вскоре в этой же рукописи ученые нашли запись о непосредственном наблюдении Нептуна. Галилей видел эту планету ночью 28 декабря 1612 года, а затем 28 января 1613 года.

Точность наблюдений Галилея поражает современных ученых: ведь микрометрическая сетка нитей была изобретена уже после смерти ученого. Коваль проверил положения спутников Юпитера и с удивлением установил, что они полностью соответствуют данным об их орбитах, вычисленным современными средствами. После почти детективного расследования оба ученых пришли к выводу, что Галилей использовал в своих телескопах сконструированное им оригинальное микрометрическое устройство, о котором есть упоминание в его записях.

Если наблюдение спутников Юпитера было точным, то не менее точным должно быть и наблюдение Нептуна. Но при этом Галилей определяет положение Нептуна дальше к западу, нежели современные расчеты. Кажется, вывод ясен — великий ученый ошибся. Однако Дрейк и Коваль пришли к другому выводу — неверно определение орбиты Нептуна. Был ли при этом Галилей уверен, что видит новую планету? Как будто бы нет, ведь он следил за объектом наблюдения в тот момент, когда его кажущееся движение по небу было практически незаметным. Поэтому он посчитал Нептун звездой, которую называет «Фикса». Однако 28 января 1613 года Галилей обеспокоен — он отмечает в дневнике, что «Фикса» сместилась дальше от другой звезды, а этого никак не могло произойти. Следовательно, Галилей был на пороге открытия Нептуна как планеты за 234 года до Галле.

К сожалению, последнего решающего шага он не смог сделать — поле зрения его телескопа было слишком мало, и при дальнейших наблюдениях Юпитер оказался уже далеко от Нептуна.

В связи с этим Коваль предлагает заново пересчитать орбиту Нептуна в соответствии с данными наблюдений Галилея. Он предлагает два решения: первое исходит из того, что наши расчеты орбиты Нептуна неточны, поскольку мы не знаем многих элементов его орбиты. Второе: наши вычисления верны, но правильно и положение, отмеченное Галилеем. Значит, Нептун меняет свою орбиту под влиянием какой-то другой планеты, но не Плутона — тот слишком мал и его влияние при расчетах не может учитываться.

Следовательно, неизвестная планета должна находиться за орбитой Нептуна. Действительно, было бы сенсацией, если бы первое наблюдение Нептуна Галилеем стояло у колыбели открытия новой планеты Солнечной системы. Что ж, теперь очередь за астрономами.