Чи був правий Галілей

У 1846 році берлінський астроном Йоганн Готфрід Галле відкрив восьму планету Сонячної системи – Нептун. Це викликало сенсацію в науковому світі. З тих пір астрономія пішла далеко вперед. Але, на жаль, до сих пір ми не знаємо точних даних про орбіту Нептуна.

Справа в тому, що шлях планети навколо Сонця триває 185 років. З 1846 року вона ще не пройшла свого повного річного шляху, і земні астрономи поки що точно не знають її орбіти. Американський астроном Чарльз Т. Коваль вирішив заповнити цю прогалину. Для участі в роботі він запросив не астрономів або математиків, а професора історії університету в Торонто Стіллмена Дрейка, – Коваль вирішив перевірити дані старих астрономічних спостережень за опублікованими і неопублікованими матеріалами попередніх років.

До Галле ще в 1795 році Нептун спостерігав знаменитий французький астроном Лаланд, який залишив нам каталог п’ятдесяти тисяч небесних об’єктів. Він зафіксував і Нептун, не підозрюючи тоді, що мова йде про планету. Порівнявши його дані з розрахунками, зробленими сучасними астрономами, Коваль встановив, що Лаланд помістив Нептун трохи на захід того місця, де він повинен був знаходитися. Різниця складала сім дугових секунд – величина в загальному досить незначна, але в кінці XVIII століття астрономія була вже дуже точною наукою, і подібну різницю важко приписати помилці спостережень. Тим більше, що всі розрахунки Лаланда проводилися з винятковою ретельністю. Але якщо так, то в чому ж справа?

Було встановлено, що в грудні 1613 року відбулося закриття Нептуна Юпітером, і якраз тоді, як з’ясували Коваль і Дрейк, над цією ділянкою неба вів спостереження Галілео Галілей. У центральній національній бібліотеці у Флоренції зберігається рукопис, куди він заносив дані про свої спостереження над супутниками Юпітера: Іо, Європою, Каллісто і Ганімедом (їх і донині називають галілеєвими супутниками). А незабаром в цьому ж рукописі вчені знайшли запис про безпосереднє спостереження Нептуна. Галілей бачив цю планету вночі 28 грудня 1612 року, а потім 28 січня 1613 року.

Точність спостережень Галілея вражає сучасних вчених: адже мікрометрична сітка ниток була винайдена вже після смерті вченого. Коваль перевірив положення супутників Юпітера і з подивом встановив, що вони повністю відповідають даним про їх орбіти, обчисленим сучасними засобами. Після майже детективного розслідування обидва вчених прийшли до висновку, що Галілей використовував у своїх телескопах сконструйований їм оригінальний мікрометричний пристрій, про який є згадка в його записах.

Якщо спостереження супутників Юпітера було точним, то не менше точним має бути і спостереження Нептуна. Але при цьому Галілей визначає положення Нептуна далі на захід, ніж сучасні розрахунки. Здається, висновок є очевидним – великий вчений помилився. Однак Дрейк і Коваль прийшли до іншого висновку – невірно визначена орбіта Нептуна. Чи був при цьому Галілей впевнений, що бачить нову планету? Начебто ні, адже він стежив за об’єктом спостереження в той момент, коли його рух по небу був практично непомітним. Тому він вважав Нептун зіркою, яку називає «Фікса». Проте 28 січня 1613 року Галілей стурбований – він відзначає в щоденнику, що «Фікса» змістилася далі від іншої зірки, а цього ніяк не могло статися. Отже, Галілей був на порозі відкриття Нептуна як планети за 234 роки до Галле.

На жаль, останнього вирішального кроку він не зміг зробити – поле зору його телескопа було занадто мале, і при подальших спостереженнях Юпітер виявився вже далеко від Нептуна.

У зв’язку з цим Коваль пропонує заново перерахувати орбіту Нептуна відповідно до даних спостережень Галілея. Він пропонує два рішення: перше виходить з того, що наші розрахунки орбіти Нептуна неточні, оскільки ми не знаємо багатьох елементів його орбіти. Друге: наші обчислення вірні, але правильно і положення, зазначене Галілеєм. Значить, Нептун змінює свою орбіту під впливом якоїсь іншої планети, але не Плутона – той занадто малий і його вплив при розрахунках не може враховуватися.

Отже, невідома планета повинна знаходитися за орбітою Нептуна. Дійсно, було б сенсацією, якби перше спостереження Нептуна Галілеєм стояло біля колиски відкриття нової планети Сонячної системи. Що ж, тепер черга за астрономами.