Удивительно, но чаще всего открытия в астрономии происходят случайно: искали кометы — открыли сотни звёздных скоплений, туманностей и галактик; вместо планеты X нашли десятки ледяных тел за орбитой Нептуна; пытались определить расстояние до звёзд — открыли нутацию (колебания) земной оси и аберрацию (изменения направления) света. И так почти во всём. И даже на таком ярком фоне особо отличилась малая планета Церера, причиной открытия которой стало изучение нового правила в астрономии. Но обо всём по порядку.

Случайные астрономические открытия

Правило Тициуса-Боде и случайные открытия в астрономии

Правило Тициуса-Боде

Жил в середине XVIII века в королевстве Пруссия учёный Иоганн Тициус (1729-1796). Занимался он разными науками: биологией, физикой, геологией, математикой и астрономией. И вот как-то на досуге в 1766 году, предаваясь размышлениям, вывел правило, которое позволяет, зная расстояние от Солнца до Земли, рассчитать и расстояние до других планет Солнечной системы. И хотя его формула не имела никакого теоретического обоснования и выглядела шуткой, Тициус всё же опубликовал её в научной книге. Правда, тогда никто на это не обратил внимание.

Однако в 1772 году другой немецкий астроном, наблюдатель Берлинской обсерватории, ставший впоследствии её директором, Иоганн Боде (1747-1826) изучил правило Тициуса. Обнаружил, что оно тянет на фундаментальное открытие, и начал активно «популяризировать» его. Само правило с тех пор стало называться правилом Тициуса-Боде. Заключается оно в определении расстояния радиусов орбит планет. Тициус начал с последовательности 0, 3, 6, 12, …, в которой каждый следующий член образуется путём удвоения предыдущего (начиная с 3; то есть 3×2n, где n = 0, 1, 2, 3, …), затем добавил к каждому члену последовательности 4 и поделил полученные суммы на 10.

Начинается ряд с бесконечности — двойного нуля — это орбита ближайшей к Солнцу планеты Меркурия, второй, Венере, соответствует 0, Земле — 1, Марсу — 2 и далее. В итоге получилось среднее расстояние от Солнца. Для Земли оно точно совпадает, что по правилу, что фактически, и равно 150 млн. км, или 1 астрономической единице (а.е.)

В 1781 году, когда британский астроном Уильям Гершель случайно обнаружил новую планету, Уран, правило получило практическое подтверждение: истинное положение орбиты Урана (19,6 а.е.), почти соответствовало теоретическому по правилу Тициуса-Боде (19,2 а.е.)! Тогда же астрономы заметили, что между орбитами Марса и Юпитера есть таинственный провал, в котором должна находиться неизвестная планета. И хотя некоторые астрономы и ранее предполагали, что там может быть ещё одна планета, к активным поискам приступили именно после «популяризации» правила Тициуса-Боде и открытия Урана.

Небесная стража

В 1787 году венгерский астроном Франц Ксавер фон Зак (1754-1832) приступил к поиску нового небесного тела. Он предположил, что объект должен быть около линии эклиптики — там, где движутся и другие планеты. Каждый участок неба астроном зарисовывал с разницей в несколько дней: неизвестная планета, в отличие звёзд, должна была поменять положение. Сложность работы в том, что у телескопа маленькое поле обозрения и охватить все небо, которое месяцами может быть облачным, у одного астронома не получалось. Фон Зак потратил на поиски новой планеты 19 лет и ничего не смог найти. В 1796 году он посетовал на свою горькую судьбу астроному Жозефу Лаланду (1766-1839), который посоветовал ему обратиться за помощью к другим коллегам. Фон Зак разослал письма астрономам разных стран, разделив небо на определённые участки, в которых каждый должен был искать новое небесное тело. Из согласившихся была сформирована группа, получившая название «Небесная стража». Она была создана по принципу научного общества — председателем стал сам фон Зак, научным секретарём — известный исследователь планет Иоганн Шретер (1745-1816), а всего в неё вошли 24 астронома разных европейских стран. К поискам приступили в 1800 году. Но неуловимую «восьмую» планету обнаружил случайно итальянский астроном Джузеппе Пиацци (1746-1826). Занимаясь составлением звёздной карты и пытаясь уточнить координаты одной звезды, он обнаружил, что находящаяся рядом с ней звезда изменила своё положение. Произошло это 1 января 1801 года. Пиацци продолжил наблюдать новое небесное тело до февраля, после чего отправил нескольким астрономам письмо с новостью об обнаружении новой кометы. На момент получения письма объект оказался на небесной сфере рядом с Солнцем и был ненаблюдаем. Молодой немецкий математик Карл Гаусс (1777-1855) создал целый метод, позволяющий по трём наблюдениям вычислить орбиту и положения нового небесного тела, и в результате, по вычислениям Гаусса, 31 декабря 1801 года астрономы смогли подтвердить открытие Пиацци. Осенью того же года Пиацци получил приглашение от фон Зака вступить в «Небесную стражу». Приглашение он принял, но больше никаких планет не открыл, продолжая заниматься работами надзвездными каталогами.

Римские богини

Астрономы старались называть новые небесные тела в честь своих покровителей. Ещё Галилей назвал спутники Юпитера Медичейскими светилами — в честь покровителей науки, семьи Медичи, которые были правителями Флоренции. Уильям Гершель назвал новую планету не Уран, а звезда Георга — в честь короля Георга IV. Но все эти названия не принимались астрономами других стран, так что в конце концов новые тела получали названия в честь богов и героев римской или греческой мифологии. Поэтому Пиацци решил пойти другим путём и дал новому небесному телу двойное название — Церера Фердинанда. Первая часть — Церера — богиня плодородия из римской мифологии, а вторая посвящалась королю Сицилии Фердинанду III.

Астрономический мир не отошёл от традиций и оставил только первую часть названия. Некоторое время в знак протеста немецкие астрономы называли новую планету Герой — аналогом Цереры в древнегреческой мифологии. Впоследствии, когда немецкий астроном Иоганн Шмидт (1825-1884) возглавил первую в Греции Афинскую обсерваторию, он и его сотрудники писали название Цереры как Деметра, как отголосок несогласия немецких астрономов с итальянским именем. Впрочем, к 1803 году споры улеглись, и английский химикуильям Волластон (1766-1828) даже хотел назвать новый элемент в честь новой планеты, но передумал и назвал его палладием в честь второй малой планеты, Паллады.

Открыл эту планету 28 марта 1802 года немецкий астроном Генрих Ольберс (1758-1840), изначально входивший в «Небесную стражу». Но хотя он и потратил много времени на поиск новой планеты, само открытие оказалось случайным: наблюдая Цереру, Ольберс обнаружил, что ещё одна «звезда» меняет своё положение. Что интересно, Паллада могла быть открыта значительно раньше — французские историки нашли её на зарисовках кометы Боде «ловца» комет Шарля Месье 1779 года. Но Месье не смог заметить её смещения и отметил как обычную звезду. Астрономы часто делали зарисовки таких планет, как Уран и Нептун, принимая их за обычные звёзды, но так и не смогли заметить их смещения до официального открытия.

Почти через год после открытия Паллады ещё одну малую планету обнаружил немецкий астроном Карл Хардинг (1765-1834). Новое небесное тело получило название Юнона. И наконец, 29 марта 1807 года Генрих Ольберс открыл очередную планету, названную Вестой в честь богини семейного очага. А потом на долгие годы открытия новых планет прекратились, хотя Хардинг продолжал искать новые планеты почти до самой своей смерти. Лишь через 38 лет после открытия Весты во время её наблюдений 8 декабря 1845 года астроном-любитель Карл Хенке обнаружил пятый астероид, названный Астреей. С той поры открытия новых планет стали совершаться ежегодно! В связи с чем астрономы поняли, что все эти объекты не могут быть полноценными планетами, и переквалифицировали их в малые планеты или астероиды. Впрочем, в 2006 году Церера была «повышена» в статусе и стала по классификации карликовой планетой, как и Плутон, статус которого тогда был «понижен» с планетного. Карликовые планеты отличаются от малых тем, что имеют достаточную массу для того, чтобы под действием сил гравитации поддерживать сферическую форму.

Наука или псевдонаука?

А вот правило Тициуса-Боде, которое так хорошо было подтверждено открытиями Цереры и Урана, не стало фундаментальным открытием и сейчас практически забыто. Почти через год после открытия Астреи была найдена настоящая планета, названная Нептун, чья орбита не попала в правило Тициуса-Боде — он обращается по очень неправильной орбите (прогноз для его радиуса 38, 8 а, е., в действительности — 30, 1 а, е).. Ещё интереснее оказалось с Плутоном, который после открытия попадал в это правило, но после уточнения его орбиты выяснилось, что она лежит в плоскости, заметно отличающейся от орбит других планет и характеризуется значительным отклонением от линии эклиптики, так что применение правила становится бессмысленным.

В 50-е годы некоторые астрономы попытались применить правило Тициуса-Боде для крупных спутников планет и даже вписать в гипотезы формирования Солнечной системы, но после открытия в 90-е годы XX века внесолнечных планет от этой идеи отказались даже самые фанатичные математики.

Так что же, выходит, что правило Тициуса-Боде относится к разряду псевдонаучных? На этот вопрос в своей книге «Природа науки. Двести законов мироздания» дал ответ американский популяризатор науки Джеймс Трефил: «Не думаю. И Тициус, и Боде искренне пытались отыскать математическую закономерность в строении Солнечной системы — и учёные продолжали и продолжают заниматься поисками подобного рода. Проблема в том, что ни тот, ни другой не пошли дальше игры чисел и не попытались отыскать физическую причину того, почему орбиты ближних планет подчиняются подмеченной ими закономерности. А без обоснования «законы» и «правила» подобного рода остаются чистой нумерологией — и, как показывают имеющиеся сегодня данные, весьма некорректной нумерологией».

Журнал: Тайны 20-го века №50, декабрь 2020 года
Рубрика: Поиски и находки
Автор: Юрий Соломонов


Telegram-канал Багира Гуру

Метки: Тайны 20 века, планета, открытие, математика, астероид, Плутон, уран, Церера


Исторический сайт Багира Гуру; 2010-2022