Телескоп изобретенный в 1610 году. История телескопа. телескопы, открывают путь к более глубокому
К моменту написания письма ситуация в Риме изменилась в худшую сторону. 6 Февраля 1612 года умер Клавиус; Collegio Romano возглавил консерватор Гринбергер, придерживающийся аристотелевских взглядов. 14 Декабря 1613 года «генерал ордена иезуитов Клаудио Аквавива (С. Aquaviva, 1543 – 1615) разослал послание, в котором настаивал на необходимости излагать натурфилософию в иезуитских школах по Аристотелю» . Ровно через год, как было написано письмо Кастелли, т.е. 21 декабря 1614 года, доминиканский монах Томмазо Каччини (Т. Caccini, 1574 – 1648), выступил с резкой критикой Галилея.
«На четвертое воскресенье рождественского поста 1614 года доминиканский священник Каччини с кафедры в церкви Святой Марии Новеллы во Флоренции обрушился с нападками на Галилея. Он начал с остроумной игры слов: «Вы, люди галилейские, что вы стоите там, уставившись на небо?» Вслед за этим он объявил, что католическое учение не совместимо с мыслью о движении Земли, намекая тем самым на Коперника, которого еще при первых нападках с кафедры в ноябре 1612 года цитировал священник Лорини («этот известный Ипернико, или как он там себя называет»). Он объявил Галилея еретиком, а математику - изобретением дьявола» .
В соответствии со своей изворотливой натурой, Галилей избрал, возможно, не самую удачную для себя защиту. Он начал уверять окружающих, будто в руках Лорини оказалась фальшивая копия письма к Кастелли, отличающаяся несколькими еретическими вставками, которых нет в оригинале. 7 Февраля 1615 года он направил в канцелярию Святой Инквизиции «истинную копию» письма к другу, где - видит Бог! - никакой крамолы нет. 16 Февраля того же года он отсылает такую же «копию» в Рим кардиналу Пьетро Дини. «Мне кажется нелишним, - пишет ему Галилей, - послать тебе подлинную версию письма, как я сам его написал». «Я прошу Вас прочесть его [копию письма к Бенедетто Кастелли, ставшего непосредственным поводом для доноса] иезуиту о. Гринбергеру, выдающемуся математику и моему хорошему другу и покровителю» .
20 Марта 1615 года должно было состояться очередное еженедельное заседание Конгрегации инквизиции, на которое был приглашен Томазо Каччини. У него на руках была копия письма Галилея, полученная от Лорини. На заседании он сказал:
«…Я сообщаю настоящему святому судилищу, что общая молва говорит, что вышеназванный Галилей высказывает следующие два положения: Земля в себе самой целиком движется также ежедневным движением; Солнце неподвижно, - положения, которые, на мой взгляд, противоречат священному писанию, как его толкуют святые отцы, и, следовательно, противоречат вере, которая требует считать истинным все то, что содержится в писании. Больше мне нечего сказать».
На вопрос: «Какой репутацией в религиозном отношении пользуется Галилей во Флоренции?»
Ответил: «Многие считают его хорошим католиком, другие же считают его подозрительным в религиозном отношении, так как, говорят они, он очень близок с братом Паоло из ордена Сервитов, столь известным в Венеции своим неблагочестием; говорят, что и сейчас они переписываются между собой. …Приор же Ксимен ничего не говорил мне о дружбе между маэстро Паоло и Гаушлеем; он говорил только, что Галилей внушает подозрение и что однажды, будучи в Риме, он слышал, что святое судилище собирается взяться за Галилея, ибо тот провинился перед ним.
На вопрос: «Преподает ли упомянутый Галилей публично и имеет ли он многих учеников?»
Ответил: «Знаю только, что во Флоренции он имеет многих последователей, которые зовутся «галилеистами». Это те, которые одобряют и превозносят его мнение и учение» .
К этому надо добавить, что Каччини с самого начала добивался запрета на книгу Коперника, которая после открытий Галилея сделалась в Италии очень популярной. «De revolutionibus orbium coelestium» была написана преимущественно языком математики, а недалекий священник ничего не смыслил в ней. Он полагал, что «математики должны быть изгнаны из всех католических стран» . Именно поэтому он так рьяно выступил против учения Коперника и Галилея, сторонников математического описания природы. Можно говорить, что на данном историческом этапе все беды науки шли от этого непросвещенного проповедника.
Особую активность в крамольных, небогоугодных делах стал проявлять брат Паоло Антонио Фоскарини из ордена Сервитов, «известный в Венеции своим неблагочестием». 12 Апреля 1615 года Беллармино обратился к нему с письмом следующего содержания:
«...Мне кажется, что ваше священство и господин Галилео мудро поступают, довольствуясь тем, что говорят предположительно, а не абсолютно; я всегда полагал, что так говорил и Коперник. Потому что, если сказать, что предположение о движении Земли и неподвижности Солнца позволяет представить все явления лучше, чем принятие эксцентриков и эпициклов, то это будет сказано прекрасно и не влечет за собой никакой опасности. Для математика этого вполне достаточно. Но желать утверждать, что Солнце в действительности является центром мира и вращается только вокруг себя, не передвигаясь с востока на запад, что Земля стоит на третьем небе и с огромной быстротой вращается вокруг Солнца, - утверждать это очень опасно не только потому, что это значит возбудить всех философов и теологов-схоластов; это значило бы нанести вред святой вере, представляя положения святого писания ложными.
Рассудите же сами, со всем своим благоразумием, может ли допустить церковь, чтобы писанию придавали смысл, противоположный всему тому, что писали святые отцы и все греческие и латинские толкователи?..
Если бы даже и существовало истинное доказательство того, что Солнце находится в центре мира, а Земля на третьем небе и что Солнце не вращается вокруг Земли, но Земля вращается вокруг Солнца, то и тогда необходимо было бы с большой осторожностью подходить к истолкованию тех мест писания, которые представляются этому противоречащими, и лучше будет сказать, что мы не понимаем писания, чем сказать, что то, что говорится в нем, ложно. Но я никогда не поверю, чтобы такое доказательство было возможно, до тех пор, пока мне действительно его не представят; одно дело показать , что предположение, что Солнце в центре, а Земля на небе, позволяет хорошо представить наблюдаемые явления; совсем другое дело доказать , что в действительности Солнце находится в центре, а Земля на небе, ибо первое доказательство, я думаю, можно дать, а второе - я очень в этом сомневаюсь» .
За вежливой формой этого послания пряталась непоколебимое желание кардинала остановить нарастание в обществе крамольных тенденций, инициированных Галилеем. Между тем, сам он, ссылаясь на коперниковский опус «De Revolutionibus», представлял дело так, будто с ним борются темные и злые силы, враждебные церкви. В майском письме к Дини 1615 года он жалуется ему:
«…Хотя я следую учению, изложенному в книге, принятой Церковью [речь идет о "De Revolutionibus"], против меня выступают совершенно невежественные в таких вопросах философы, которые заявляют, что это учение содержит положения, противоречащие вере. Я бы хотел, насколько это возможно, показать им, что они ошибаются, но мне приказано не вдаваться в вопросы, касающиеся Писания, и я вынужден молчать. Дело доходит до утверждений, будто книга Коперника, признанная Святой Церковью, содержит ересь и против неё может выступать с кафедры всякий желающий, при том, что не дозволяется никому оспаривать эти высказывания и доказывать, что учение Коперника не противоречит Писанию» .
В этом же письме он сообщает Дини, что собирается поехать в Рим, чтобы «защищать коперниканство» от этих «невежественных» философов вроде Коломбе. Свои доводы в защиту учения Коперника, изложенные в письме к Кастелли, он в развернутом виде повторил в июньском письме 1615 года, адресованном Кристине Лотарингской. Как и письмо к Кастелли, оно оказалось в центре всеобщего внимания. Дмитриев привел несколько характерных фрагментов из него, позволяющих сделать вывод, что Галилей пошел на явное обострение. Он гневно пишет о «лживости», выдвинутых против него обвинений. «Упорно стремясь нанести удар по мне и по моим открытиям, они решили соорудить из лицемерной религиозности и авторитета Священного Писания щит, прикрывающий их собственные заблуждения». Держа в голове обличительные выступления Коломбе, Лорини, Каччини и затаив на них сердечную обиду, он продолжал:
«Сперва они решились распустить среди простых людей слух, будто подобные мысли вообще противоречат Писанию, и, следовательно, подлежат осуждению как еретические. … Им не доставило труда найти людей, объявивших о предосудительности и ереси нового учения не иначе как с церковной кафедры, с редкой самоуверенностью, тем самым совершив нечестивый и необдуманный суд не только над самой доктриной и ее последователями, но и над всей математикой и математиками разом. Затем, еще более осмелев, и надеясь (пусть тщетно), что семя, укоренившееся в умах ханжей, даст побеги, поднимающиеся к самым небесам, они принялись распускать сплетни, будто бы в скором времени это учение будет осуждено высшим судом» .
Письмо к вдовствующей герцогине представляет собой небольшой трактат, где изложено доказательство непротиворечивости Священного Писания и учения Коперника. В этом качестве оно, наверное, не получило бы такой широкой известности. Его ценили по другой причине - за право ученого думать так, как он считает нужным. Пусть церковники не вмешиваются в сферу науки, в которой они ничего не смыслят. Данное письмо было опубликовано в Страсбурге вскоре после суда над Галилеем 1633 года, учиненное, в конце концов, инквизицией, в первую очередь, как образец свободомыслия и сопротивления закоснелому догматизму.
«По моему мнению, - пишет итальянский бунтарь, - никто не должен воспрещать свободное философствование о тварных и физических вещах, как если бы все уже было изучено и открыто с полной достоверностью. И не нужно думать, будто не удовлетворяться общепринятыми мнениями - дерзость. Никто на физических диспутах не должен осмеиваться за то, что не придерживается учений, кажущихся остальным наилучшими, особенно если эти учения касаются вопросов, оспариваемых величайшими философами на протяжении тысячелетий» .
Именно за это вольнодумство Галилей пострадал от инквизиции. Считать его большим ученым, внесшим значительный вклад в рациональную науку, было бы не правильно. Его ум, как мы уже видели, не был предназначен для последовательного и вдумчивого анализа физических явлений. Он не улавливал законов механики, предложенных Кеплером. Даже книгу Коперника, которую так неистово защищал, воспринял поверхностно, не усвоив числовую геометрию гелиоцентрической модели.
Одним словом, он был гуманитарием, а они, как известно, невосприимчивы к математическим, физическим и техническим предметам. Однако он был прилично образован и целиком воспринял языческий дух Ренессанса, которому противна затхлая атмосфера средневековой схоластики. Пускай его аргументы в пользу неподвижности Солнца и движения Земли были ложны с точки зрения классической механики. Зато его апелляция к античным авторитетам была яркой и вполне действенной. У отцов церкви он отыскал ахиллесову пяту - их необразованность - и постоянно направлял туда свои ядовитые стрелы критики. Как можно, писал он в том же письме к государыне, пренебрегать мнением,
«коего придерживались Пифагор и все его последователи, Гераклит Понтийский (один из них), Филолай, учитель Платона, и, если верить Аристотелю, сам Платон. Плутарх в жизнеописании Нумы говорит, будто Платон, постарев, считал абсурдными иные мнения [о неподвижности Солнца и движения Земли]. Названное учение одобряли Аристарх Самосский, как сообщает Архимед; математик Селевк, философ Никет (по свидетельству Цицерона) и многие другие. Наконец, эту доктрину дополняют и подтверждают многочисленные опыты и наблюдения Николая Коперника. Сенека, знаменитейший философ, в своей книге «De cometis» (О кометах) советует упорнее искать доказательства тому, что земле или небесам присуще суточное вращение» .
Дух Возрождения реял над Европой. Церковь молча взирала, как у миллионов прихожан спадают религиозные шоры. С этим стихийным процессом Святая Инквизиция не могла ничего поделать. Но когда на горизонте появлялся человек вроде Джордано Бруно, священная курия моментально весь свой гнев направляла на него. Галилей, как и Бруно, торопил события. Не было бы его, всё равно, всё шло своим чередом - ход мировой истории нельзя ни ускорить, ни затормозить. Отдельные бунтари подобно одиночным воздушным вихрям или даже грозным торнадо способны лишь создавать сильнейшие локальные возмущения. Но они не в состоянии изменить направление и силу давления всей огромной перемещающейся массы атмосферного фронта.
Статуя Галилея во Флоренции,
скульптор Котоди, 1839 год.
Церковь чувствовала, что происходит тектонический сдвиг в нежелательную для нее сторону, но старалась его не замечать и молчала. Забияка Галилей, естественно, не сдержался. Он писал о вещах, которые нам кажутся сейчас само собой разумеющимися. Однако близорукие и недалекие отцы-иезуиты вкупе с надутыми индюками из Святой Инквизиции неприятно щипали, а иногда и больно били по его самолюбию за эти, в общем-то, вполне банальные рассуждения. В самом деле, разве не очевидны следующие сообщенные Галилеем истины.
«Если бы для полного уничтожения обсуждаемой доктрины было бы достаточно заткнуть рот одному человеку [здесь, видимо, Галилей подразумевает себя] - как, возможно, думают те, кто мерит чужой ум по своему собственному и не верит, что коперниканское учение сможет приобрести новых последователей - его и впрямь можно было бы легко уничтожить. Но дела обстоят иначе. Чтобы запретить эту доктрину, нужно было бы не только запретить книгу Коперника и сочинения других авторов, придерживающихся сходного мнения, но также и саму науку астрономию. Далее, пришлось бы запретить людям смотреть в небо, чтобы они не увидели, как иногда Марс и Венера приближаются к Земле, а иногда удаляются, и разница такова, что вблизи Венера кажется в сорок, а Марс - в шестьдесят раз больше. Нужно было бы запретить им видеть, что Венера иногда выглядит круглой, а иногда - серповидной, с очень тонкими рогами; так же как и получать другие чувственные ощущения, никоим образом не согласующиеся с птолемеевой системой, но подтверждающие систему Коперника. И запретить Коперника сегодня, когда его учение подкреплено множеством новых открытий, а также учеными, прочитавшими его книгу, по прошествии многих лет, когда эта теория считалась разрешенной и допустимой, но имела меньше последователей и подтверждающих наблюдений, означало бы, по моему убеждению, исказить правду и попытаться скрыть ее, тогда как истина заявляет о себе все более ясно и открыто» 8, с. 304 – 305].
Находясь во Флоренции, Галилей почувствовал, что в священной столице тучи над ним всё более и более сгущаются. Обеспокоенный тревожными слухами, он запаниковал, попросил у герцога Козимо II письменные заверения о своей преданности католической церкви и вере. В начале декабря 1615 года он отбыл в Рим.
В принципе, это была ошибка с его стороны. Никто, конечно, не знает, что случилось бы, если бы он туда не поехал, но скорее всего, никто и не стал бы вызывать его на ковер. Мало кто мог бы испытать удовольствие от общения с язвительным и вредным человеком, несносной «задирой», как звали его в молодые годы.
«Тосканский посланник в Риме [Гвиччардини] был весьма недоволен сообщением о предстоящем новом визите Галилея, когда он писал 5 декабря 1615 года во Флоренцию своему непосредственному начальнику, государственному секретарю: "Не знаю, изменились ли его [Галилея] отношение к учению и темперамент, но я уверен, что некоторые братья святого Доминика, имеющие отношение к Священной коллегии, да и другие настроены против него, и здесь не то место, где можно спорить о Луне или - тем более в наше время - поддержать или пытаться распространить новое учение [Коперника]» .
Понятно, что изменившиеся взгляды ранее лояльного Галилея вызвали недовольство в римских кругах. Раздражала и проявленная им хитрость в отношении письма к Кастелли. Теперь же он сам заявился в папскую столицу, чтобы дразнить своими несвоевременными доказательствами неподвижности Солнца и мозолить глаза врагам, едва сдерживающимся от взрыва. В связи с этой нахальной линией поведения флорентийского выскочки глава инквизиции Беллармино вновь просит отцов-иезуитов ответить ему на вопросы, на которые те уже отвечали.
Но если раньше они свидетельствовали в пользу Галилея, то теперь, почувствовав изменение настроений в верхах, выступили против него. Так, на прямой и самый принципиальный вопрос главы инквизиции: «Является ли Солнце неподвижным центром мира», отцы-иезуиты дружно ответили: «Данное утверждение абсурдно и глупо с точки зрения содержания и еретично по форме. Оно явно противоречит положениям Святого Писания во многих его местах - как по смыслу слов Писания, так и по общему истолкованию святых отцов и ученых богословов». Этот ответ был вручен Беллармино 24 февраля 1616 года, а уже 5 марта вышел Декрет Конгрегации Индекса, в котором говорилось:
«Поскольку до сведения Конгрегации дошло, что ложное и целиком противное Священному Писанию пифагорейское учение о движении Земли и неподвижности Солнца, которому учат Николай Коперник в книге "Об обращениях небесных кругов" и Дидак Астуника в "Комментариях на книгу Иова", уже широко распространяется и многими принимается … - то, чтобы такого рода мнение не расползалось далее на пагубу католической истине, Конгрегация определила: названные книги Николая Коперника "Об обращении кругов" и Дидака Астуника "Комментарии на книгу Иова" должны быть временно задержаны впредь до их исправления»
Таким образом, указанные книги подверглись временному аресту вплоть до «улучшения» их содержания. Между тем, согласно того же декрета, книга ранее упомянутого нами монаха отца-кармелита Паоло Антонио Фоскарини «запрещается и осуждается».
«Дальнейшее использование коперниканской модели разрешалось лишь при рассмотрении ее как гипотезы для анализа движения планет (в первую очередь с целью разработки календаря) и лишь в качестве математической фикции. Позднее папа Урбан VIII [тогда еще кардинал Маффео Барберини] даже побуждал Галилея к разработке коперниканского учения как искусственного (ex suppositione) предположения. В 1757 г. из Индекса были вычеркнуты все книги, авторы которых исходили из неподвижности Солнца, но только кроме "Диалогов" Галилея, "Epitome astronomiae copernicanae" Кеплера и труда Фоскарини. Конгрегация Индекса исключила эти книги из списка запрещенной литературы лишь в 1835 г.» .
И вновь мы должны со всей определенностью напомнить нашим читателям точку зрения М.Я. Выгодского о том, что флорентийский бунтарь не боролся с тогдашними религиозными институтами и ценностями.
«Галилей предлагал церкви признать существование внерелигиозной составляющей мировоззрения: в Святом Писании практически ничего не говорится о строении Вселенной просто потому, что это неважно для спасения. Церковь учит нас тому, как попасть на небо, а не тому, каков механизм небесного движения. Человечеству предлагается самостоятельно разгадать тайну мироздания, опираясь на собственный разум, а не на веру. Свое мнение он подробно изложил в письме великой герцогине Кристине Лотарингской, и в конечном итоге по прошествии трехсот лет оно было официально принято Ватиканом в полном соответствии с анализом Выгодского» .
Эта преданность церкви и вере у Галилея была искренней, о чем знали все, включая папу. Поэтому старания его недругов в лице Каччини и Лорини были во многом напрасны. Здесь больше удивляет не столько смелость Галилея, сколько необыкновенная выдержка и терпение католических иерархов. Он мог особо не бояться за свою дальнейшую судьбу. Вот в каких словах Галилей в одном из своих писем рассказывает об аудиенции, данной ему папой Павлом V, спустя всего неделю после выхода декрета Конгрегации.
«Когда в заключение я указал, что остаюсь в некотором беспокойстве, опасаясь возможности постоянных преследований со стороны неумолимого коварства людей, папа утешил меня словами, что я могу жить в спокойном настроении, так как обо мне у его святейшества и у всей Конгрегации остается такое мнение, что нелегко будет прислушиваться к словам клеветников; так что, пока он жив, я могу чувствовать себя в безопасности» .
Положение Галилея и атмосфера того времени прекрасно передана в письме Пьетро Гвиччардини, адресованном герцогу Козимо II. В нем мы читаем:
«Я думаю, что лично Галилей не может пострадать, ибо, как человек благоразумный, он будет желать и думать то, что желает и думает святая церковь. Но он, высказывая свое мнение, горячится, проявляя крайнюю страстность, и не обнаруживает силы и благоразумия, чтобы ее преодолеть. Поэтому воздух Рима становится для него очень вредным, особенно в наш век, когда наш владыка питает отвращение к науке и ее людям и не может слышать о новых и тонких научных предметах. И каждый старается приспособить свои мысли и свой характер к мыслям и характеру своего господина, так что те, которые имеют какие-нибудь знания и интересы, если они благоразумны, притворяются совсем иными, чтобы не навлечь на себя подозрений и недоброжелательства» .
Галилей спас себя, но погубил Коперника. Впрочем, запрет на книгу носил скорее символический характер: кто хотел, тот легко мог достать и прочитать ее. На севере Европы, особенно, в протестантских странах запрет вообще не действовал. Таким образом, шум, поднятый Каччини, напоминал бурю в стакане воды. Во многом он был раздут слухами и домыслами клерикального общества, имевшего, однако, малое влияние на большую науку. Через полгода об этом церковном скандале все позабыли. В течение последующих нескольких лет о Галилее никто не вспоминал, а сам он никакого повода к пересудам старался не давать, поскольку об учении Коперника помалкивал.
После ареста книги Коперника Галилей задержался в Риме, так как намечался приезд туда кардинала Карло де Медичи. Козимо II Медичи, поначалу ничего не знавший о Декрете, просил Галилея встреть своего брата. 11 Марта 1616 года Галилей имел 45-минутную беседу с папой Павлом V, во время которой передал приветствие от Великого герцога и получил согласие на встречу и сопровождение кардинала. В этой беседе он также пожаловался на происки своих врагов. На это папа ответил, что он «может жить со спокойной душой» .
В ожидании приезда брата герцога Галилей не сидел сложа руки и сделал всё от него зависящее, чтобы смягчить неприятное впечатление от допроса в инквизиции и выхода декрета. С этой целью он обратился к кардиналу Беллармино, чтобы тот дал ему письменное заверение, содержание которого раскрывается в нижеследующем тексте:
«Мы, Роберто кардинал Беллармино, узнав, что синьор Галилео Галилей был оклеветан в том, что якобы он по нашему принуждению произнес клятвенное отречение и искренне раскаялся и что на него было наложено спасительное церковное покаяние, с целью восстановления истины заявляем, что вышеназванный синьор Галилей ни по нашей воле, ни по чьему-либо еще принуждению ни здесь в Риме, ни, насколько это нам известно, в каком-либо ином месте не отрекался от какого бы то ни было своего мнения или учения и не подвергался никаким наказаниям, благотворным или иного рода» .
Он заручился также еще двумя «рекомендательными письмами от кардиналов Ф. М. дель Монте и А. Орсини, которые отмечали, что ученый полностью сохранил свою репутацию». Всё это время Галилей проживал на роскошной вилле Медичи. Когда посол Гвиччардини «увидел, сколько денег ушло на удовлетворение прихотей Галилея и на содержание обслуживающей его челяди, то пришел в ярость». 13 Мая 1616 года он намекнул, что хорошо бы и честь знать. Гость, однако, и не думал уезжать из столицы, продолжая жить на широкую ногу. Спустя десять дней секретарь Великого герцога отписал Галилею:
«Вы уже испытали преследования братьев [-иезуитов] и вкусили их прелесть. Их Светлости опасаются, что дальнейшее ваше пребывание в Риме может принести вам неприятности и потому они отнесутся к вам с похвалой, если теперь, когда вам удалось с честью выйти из положения, вы не будете более дразнить спящих собак (…) и при первой же возможности вернетесь сюда, так как здесь ходят слухи вовсе нежелательные. Братья всемогущи, и я, ваш покорный слуга, хочу со своей стороны предупредить вас об этом, доводя до вашего сведения мнение их Светлостей» .
Получив это письмо с прямыми указаниями Козимо II, Галилей, наконец, засобирался домой. 4 Июня 1616 года он отбыл из Рима, где пробыл полгода, и направился во Флоренцию.
1. Штекли А.Э. Галилей. - М.: Молодая гвардия, 1972.
2. Звездный Вестник (1610) / Перевод и примечания И. Н. Веселовского, Галилео Галилей, Избранные труды в двух томах, Том 1. - М.: Наука, 1964.
3. Шмутцер Э., Шютц В. Галилео Галилей, - М.: Мир, 1987.
4. Григулевич И.Р. Инквизиция перед судом истории. Спор все еще продолжается. -М.: Политиздат, 1976. http://lib.rus.ec/b/121520/read .
5. Баюк Д.А. Галилей и инквизиция: Новые исторические контексты и интерпретации (О книге А. Фантоли "Галилей: в защиту учения Коперника и достоинства Святой Церкви". - М., 1999.) // Вопросы истории естествознания и техники. 2000. № 4. С. 146 – 154. - VIVOS VOCO, 2000.
6. Выгодский М.Я. Галилей и инквизиция. - М.; Л.: Гостсхтеориздат, 1934.
7. Цейтлин З.А. Политическая сторона инквизиционного процесса Галилея // Мироведение. 1935. № 1 (январь-февраль). С. 1-35.
8. Дмитриев И.С. Увещание Галилея. -СПб.: Нестор История, 2006.
– планеты Солнечной системы. Описание для всех регулярных и нерегулярных спутников с фото, спутники Галилея, расстояние от планеты и орбита.
Многим интересно узнать, сколько спутников у Юпитера. Что ж, ранее считали, что Юпитер обладает 53 спутниками. Но на 2019 год их количество возросло до 79. Спутники Юпитера разнообразны и привлекают к себе внимание. Но особенно выделяются первые 4 спутника, найденные Галилеем.
Он заметил их в свой телескоп в 1610 году. Симон Мария также утверждал, что заметил их, просто не опубликовал своих отчетов. Как бы там ни было, но все заслуги достались Галилею. Однако имя дал именно Мария.
Обнаружение и наименование спутников Юпитера
В 1610 году Галилео Галилей усовершенствовал телескоп и создал собственную разновидность, с которой наблюдал за Юпитером. На определенном расстоянии от планеты заметил 4 ярких точки, которые оказались крупными спутниками.
Это был важный момент в астрономии, который продемонстрировал значимость телескопов и поддержал идею Коперника. Галилей сначала хотел наименовать луны в честь своего покровителя Козимо-де-Медичи. Но одновременно за лунами также наблюдал Симон Мариус, который назвал их Ио, Европой, Ганимедом и Каллисто.
Галилей отказался пользоваться этими обозначениями и просто пронумеровал спутники римскими цифрами. Поэтому во многих каталогах можно заметить два значения.
После обнаружения этих спутников об остальных не знали следующие три столетия. Но в 1892 году Э. Э. Барнарду удалось зафиксировать Альматею. Большая часть спутников нашлась лишь в телескопических наблюдениях ученых 20-го века.
Были найдены: Гималия (1904), Элара (1905), Пасифа (1908), Синопе (1914), Лиситея и Карме (1938), Ананке (1951) и Леда (1974). Вояджер отыскал Метис, Адрастеи и Теба.
С 1999-2003 гг. чувствительные детекторы показали еще 34 спутника, а с 2003 года – 16 лун, среди которых некоторые не получили официального названия. Их общее число подошло к 67.
До 1970-х гг. другие спутники просто подписывали римскими цифрами. Первые названия получили объекты с V-XIII в 1975 году от Международного астрономического союза. Они хотели связать имена с любовниками и любимчиками Юпитера. А с 2004 года названия включали и их потомков.
Галилеевские спутники Юпитера
Спутник Ио считается наиболее вулканическим телом во всей Солнечной системе. Поверхностный слой щедро устелен серой. По мере путешествия по орбитальному пути планета активирует приливы, изгибающие поверхность на 100 м. Это вызывает достаточный тепловой объем для вытеснения воды и активации вулканов.
Спутник Юпитера Европа укрыта льдами и может располагать подземным океаническим миром. Расчеты показывают, что количество воды должно превышать земное. Поэтому объект считается потенциальным источником жизни.
Спутник Ганимед выступает крупнейшей луной Юпитера (превосходит Меркурий) и единственная с магнитным полем. Более того, Ганимед - самый большой спутник в Солнечной системе.
Спутник Каллисто избит кратерами и наделен древней поверхностью, сохранившейся еще с времен ранней Солнечной системы.
Структуры этих спутников Юпитера напоминают земное разделение. Ио обладает ядром и мантией. Европа и Ганимед – ядром, плотным ледяным слоем и тонкой корой из льда и породы. У Европы стоит еще прибавить масштабный океан. О слоях Каллисто известно мало, но может быть сочетание изо льда и камней.
У спутников Юпитера интересная связь: Ио соперничает с Европой и Ганимедом. Пока Ганимед выполняет один орбитальный проход, Европа – 2, а Ио – 4. Все они пребывают в гравитационном блоке.
К спутникам наведывались космические аппараты Пионер 10 (1973) и 11 (1974), а также Вояджеры 1 и 2 (1979), предоставившие яркие цветные снимки. Галилео начал вращаться на орбите планеты в 1995-2003 гг., пролетая над поверхностями четверки на удаленности в 261 км.
Приближенные кадры Европы показывают трещины и смещение льда, что может намекать на присутствие жидкости ниже. Об этом говорит и небольшое количество кратерных формирований, так как поверхностный слой может обновляться. Ниже можете изучить все спутники Юпитера с описанием характеристики, расположения, расстояния от планеты и фото из космоса.
Астроном Владимир Бусарев о галилеевых спутниках, возможности зарождения внеземной жизни и истории формирования Юпитера:
Основные спутники Юпитера |
| № | Имя | Размеры (км) | Масса (кг) | Большая полуось | Орбитальный период | e | Год открытия |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 60×40×34 | ~3,6·10 16 | 127 690 км | +7 ч 4 м 29 с | 0,00002 | 1980 | |
| 2 | 20×16×14 | ~2·10 15 | 128 690 км | +7 ч 9 м 30 с | 0,0015 | 1979 | |
| 3 | 250× 146×128 | 2,08·10 18 | 181 366 км | +11 ч 57 м 23 с | 0,0032 | 1892 | |
| 4 | 116× 98×84 | ~4,3·10 17 | 221 889 км | +16 ч 11 м 17 с | 0,0175 | 1980 | |
| 5 | 3660,0× 3637,4× 3630,6 |
8,9·10 22 | 421 700 км | +1,77 | 0,0041 | 1610 | |
| 6 | 3121,6 | 4,8·10 22 | 671 034 км | +3,55 | 0,0094 | 1610 | |
| 7 | 5262,4 | 1,5·10 23 | 1 070 412 км | +7,15 | 0,0011 | 1610 | |
| 8 | 4820,6 | 1,1·10 23 | 1 882 709 км | +16,69 | 0,0074 | 1610 | |
| 9 | 8 | 6,9·10 14 | 7 393 216 км | +129,87 | 0,2115 | 1975/ 2000 | |
| 10 | 10 | 1,1·10 16 | 11 187 781 км | +241,75 | 0,1673 | 1974 | |
| 11 | 170 | 6,7·10 18 | 11 451 971 км | +250,37 | 0,1513 | 1904 | |
| 12 | 36 | 6,3·10 16 | 11 740 560 км | +259,89 | 0,1322 | 1938 | |
| 13 | 86 | 8,7·10 17 | 11 778 034 км | +261,14 | 0,1948 | 1905 | |
| 14 | 4 | 9,0·10 13 | 12 570 424 км | +287,93 | 0,2058 | 2000/ 2012 | |
| 15 | 3 | 4,5·10 13 | 17 144 873 км | +458,62 | 0,2735 | 2003 | |
| 16 | 1 | 1,5·10 12 | 17 739 539 км | −482,69 | 0,4449 | 2003 | |
| 17 | 2 | 1,5·10 13 | 19 088 434 км | −538,78 | 0,0960 | 2002 | |
| 18 | 2 | 1,5·10 13 | 19 621 780 км | −561,52 | 0,2507 | 2003 | |
| 19 | 2 | 1,5·10 13 | 19 812 577 км | −569,73 | 0,1569 | 2003 | |
| 20 | 1 | ? | 20 101 000 км | −580,7 | 0,296 | 2011 | |
| 21 | 1 | ? | 20 307 150 км | −588,82 | 0,3076 | 2010 | |
| 22 | 2 | 1,5·10 13 | 20 453 753 км | −597,61 | 0,2684 | 2004 | |
| 23 | 3 | 4,5·10 13 | 20 464 854 км | −598,09 | 0,2000 | 2002 | |
| 24 | 4 | 9,0·10 13 | 20 540 266 км | −601,40 | 0,1374 | 2003 | |
| 25 | 2 | 1,5·10 13 | 20 567 971 км | −602,62 | 0,2433 | 2002 | |
| 26 | 5 | 1,9·10 14 | 20 722 566 км | −609,43 | 0,2874 | 2001 | |
| 27 | 2 | 1,5·10 13 | 20 743 779 км | −610,36 | 0,3184 | 2003 | |
| 28 | 7 | 4,3·10 14 | 20 823 948 км | −613,90 | 0,1840 | 2001 | |
| 29 | 4 | 1,2·10 14 | 21 063 814 км | −624,54 | 0,2440 | 2001 | |
| 30 | 2 | 1,5·10 13 | 21 129 786 км | −627,48 | 0,3169 | 2003 | |
| 31 | 4 | 9,0·10 13 | 21 182 086 км | −629,81 | 0,2290 | 2002 | |
| 32 | 4 | 9,0·10 13 | 21 405 570 км | −639,80 | 0,2525 | 2002 | |
| 33 | 28 | 3,0·10 16 | 21 454 952 км | −642,02 | 0,3445 | 1951 | |
| 34 | 2 | 1,5·10 13 | 22 134 306 км | −672,75 | 0,2379 | 2003 | |
| 35 | 3 | 4,5·10 13 | 22 285 161 км | −679,64 | 0,3927 | 2002 | |
| 36 | 2 | 1,5·10 13 | 22 409 207 км | −685,32 | 0,2011 | 2002 | |
| 37 | 5 | 1,6·10 14 | 22 438 648 км | −686,67 | 0,3678 | 2001 | |
| 38 | 2 | 1,5·10 13 | 22 709 061 км | −699,12 | 0,1961 | 2003 | |
| 39 | 4 | 7,5·10 13 | 22 713 444 км | −699,33 | 0,2916 | 2001 | |
| 40 | 2 | 1,5·10 13 | 22 720 999 км | −699,68 | 0,0932 | 2003 | |
| 41 | 2 | 1,5·10 13 | 22 730 813 км | −700,13 | 0,3438 | 2003 | |
| 42 | 2 | 1,5·10 13 | 22 739 654 км | −700,54 | 0,3930 | 2004 | |
| 43 | 3 | 4,5·10 13 | 22 986 266 км | −711,96 | 0,2552 | 2001 | |
| 44 | 4 | 9,0·10 13 | 23 044 175 км | −714,66 | 0,6011 | 2003 | |
| 45 | 2 | 1,5·10 13 | 23 111 823 км | −717,81 | 0,2041 | 2003 | |
| 46 | 5 | 1,9·10 14 | 23 180 773 км | −721,02 | 0,2139 | 2001 | |
| 47 | 46 | 1,3·10 17 | 23 197 992 км | −721,82 | 0,2342 | 1938 | |
| 48 | 9 | 8,7·10 14 | 23 214 986 км | −722,62 | 0,2582 | 2000 | |
| 49 | 3 | 4,5·10 13 | 23 230 858 км | −723,36 | 0,3769 | 2002 | |
| 50 | 1 | ? | 23 267 000 км | −726,8 | 0,387 | 2011 | |
| 51 | 2 | 1,5·10 13 | 23 307 318 км | −726,93 | 0,3288 | 2002 | |
| 52 | 2 | ? | 23 314 335 км | −724,34 | 0,3200 | 2010 | |
| 53 | 2 | 1,5·10 13 | 23 345 093 км | −776,02 | 0,1951 | 2003 | |
| 54 | 2 | 1,5·10 13 | 23 396 269 км | −737,80 | 0,4115 | 2003 | |
| 55 | 4 | 9,0·10 13 | 23 483 694 км | −735,20 | 0,2828 | 2003 | |
| 56 | 2 | 1,5·10 13 | 23 570 790 км | −739,29 | 0,3003 | 2003 | |
| 57 | 60 | 3,0·10 17 | 23 609 042 км | −741,09 | 0,3743 | 1908 | |
| 58 | 3 | 4,5·10 13 | 23 702 511 км | −745,50 | 0,4077 | 2003 | |
| 59 | 3 | 4,5·10 13 | 23 717 051 км | −746,19 | 0,1492 | 2002 | |
| 60 | 4 | 7,5·10 13 | 23 800 647 км | −750,13 | 0,1775 | 2001 | |
| 61 | 1 | 1,5·10 12 | 23 857 808 км | −752,84 | 0,2761 | 2003 | |
| 62 | 4 | 9,0·10 13 | 23 973 926 км | −758,34 | 0,3070 | 2003 | |
| 63 | 38 | 7,5·10 16 | 24 057 865 | −762,33 | 0,2750 | 1914 | |
| 64 | 2 | 1,5·10 13 | 24 252 627 км | −771,60 | 0,4431 | 2002 | |
| 65 | 4 | 9,0·10 13 | 24 264 445 км | −772,17 | 0,3690 | 2002 | |
| 66 | 5 | 2,1·10 14 | 24 687 239 км | −792,44 | 0,3077 | 2001 | |
| 67 | 2 | 1,5·10 13 | 30 290 846 км | −1077,02 | 0,1882 | 2003 |
Регулярные спутники Юпитера
Регулярные спутники Юпитера называются так, потому что их орбиты совершают обороты в той же направленности, что и планета. Орбитальные пути практически круглые, наделены низким наклоном и вращаются возле экваториальной линии планеты. Самые крупные – луны Галилея.
Эти спутники вмещают примерно 99.999% общей массы на орбитальном пути вокруг планеты и отдалены на 400000 – 2000000 км. Это также одни из массивнейших тел в системе, превосходящие по радиусам карликов.
В список входят Ио, Европа, Ганимед и Каллисто. Имена дал Симон Мариус. Наиболее интересное – Ио, которая была жрицей Геры и стала любовницей Зевса.
Ио простирается в диаметре на 3642 км и занимает 4-е место среди лун по величине в системе. Это настоящее вулканическое царство, где насчитывают примерно 400 активных формирований. По большей части состоит из расплавленного железа. Луна наделена крайне тонким атмосферным слоем (двуокись серы).
Европу наименовали в честь финикийской дворянки, за которой ухаживал Зевс. Она стала королевой Крита. Охватывает 31216 км и выступает наименьшей в группе Галилея. Поверхность состоит из водяного слоя, окружающего мантию (100 км). Наиболее верхний слой – лед, а дно – вода в жидком состоянии. Если все так, то это перспективное место для поиска жизни.
Поверхностный покров Европы лишен кратеров, потому что луна молодая и тектонически активна. Состоит из силикатных материалов, железного ядра и слабого атмосферного слоя (кислородный).
С диаметром в 5262 км Ганимед стоит на первом месте по масштабности среди спутников Солнечной системы. Он превосходит Меркурий, но это ледяной мир, поэтому достигает лишь половины его массы. Это также единственная луна, располагающая магнитосферой, сформированной путем конвекции в железном ядре.
Спутник состоит из силикатной породы и водяного льда. Полагают, что на глубине в 200 км скрывается океан соленой воды. На поверхности много кратеров, большая часть из которых укрыта льдом. В атмосфере присутствуют О, О 2 и озон.
Каллисто выступает наиболее отдаленной среди четверки спутников Галилея. Простирается на 4820.6 км и занимает третье место по величине в системе. Имя получила в честь дочери короля Ликаона. Представлена в равных частях горными породами и льдами. Не обладает высокой плотностью и может вмещать океан на глубине в 100 км.
Поверхность усыпана кратерами, где наибольший (Валгалла) вытягивается в ширину на 3000 км. Атмосфера тонкая и вмещает двуокись углерода и молекулярный кислород. Каллисто отдалена от Юпитера, поэтому сильнее защищена от излучения.
Во внутреннюю группу входит 4 спутника, чей диаметр меньше 200 км, удалены менее чем на 200000 км, а орбитальные наклоны – 0.5 градусов. Здесь присутствуют Метис, Адрастея, Альматея и Фива.
Ближе всех находится Метис (128000 км). В диаметре простирается на 40 км и крайне ассиметричный по форме. Его сумели отыскать только в 1979 году во время прохода Вояджер-1. Наименовали в честь первой жены Зевса.
На удаленности в 129000 км от планеты находится Адрастея с шириной в 20 км. Это наименьшая луна в этой группе, найденная Вояджером в 1979 году.
В 1892 году нашли Альматею. Это сделал Э. Э. Барнард, который наименовал ее в честь нимфы. Представлена пористым водным льдом с неопределенными материалами. На поверхности много кратерных формирований.
Фива обладает неправильной формой и красноватым цветом. На поверхности также много кратеров, есть высокие горы.
Система Юпитера
Астроном Дмитрий Титов об особенностях спутников Юпитера, возможности появления на них жизни и космической экспедиции JUICE:
Нерегулярные спутники Юпитера
Нерегулярные спутники - значительно меньшие небесные тела, расположенные намного дальше от планеты и наделены эксцентрическими орбитами. Разделены на группки, выделенные по орбитальным или структурным характеристикам. Они были притянуты планетарной гравитацией или сформировались при ударах.
Группа получает свое имя в честь наибольшего члена. К примеру, есть группа Гималии, где луна достигает в диаметре 85 км. Ранее была астероидом и притянулась гравитацией Юпитера.
Группа Карме следует за 23-километровым спутником. Все объекты наделены ретроградными орбитами (совершают обороты в противоположной планетарной направленности).
Ананке простирается на 14 км. Также ранее был астероидом, который притянули гравитацией. Наделены ретроградными орбитальными проходами.
В Пасифе находится много различных по цвету объектов. Все они сформировались после череды ударов. По радиусу достигают 30 км и вращаются ретроградно. Есть также спутники, которые не входят в другие группы. Это S/2003 J 12 и S/2011 J 1, где первый – самый удаленный спутник.
Структура и состав спутников Юпитера
Средняя плотность сокращается с дистанцией от планеты. Наименее плотной выступает Каллисто, состоящая из льда и камня. У Ио – камень и железо. Кратерная поверхность характерна для Каллисто, что говорит об отсутствии каменистого или металлического ядра.
Дистанция от планеты также соотносится со значительными переменами в поверхностной структуре спутников. Ганимед демонстрирует тектоническую активность в прошлом. У Европы присутствует ледяной покров, а Ио – наиболее внутренний спутник с серой и действующими вулканами.
Можно отметить: чем ближе объект к планете, тем раскаленнее поверхность. Полагают, что все луны обладали внутренней структурой, напоминающей современный Каллисто. То есть, у всех спутников кроме Каллисто внутри растаял лед, позволив камням и железу углубиться в интерьер и воду, чтобы укрыть поверхность.
Можно смело утверждать, что наблюдение за звёздами возникло одновременно с появлением человека. Звёздам давали названия –их объединяли в созвездия и составляли каталоги звёздного неба.
В течении многих тысячелетий главным инструментом наблюдения звёздного неба был простой человеческий глаз, или, как его принято называть невооружённый глаз. Он, кстати, способен видеть на небе ни много ни мало около 6000 звёзд.
История оптики также берёт начало в древности, например, линза, изготовленная из горного хрусталя, была найдена в развалинах древней Трои. Впрочем, древние греки использовали увеличительные стёкла и для иных целей – с их помощью можно было получить огонь, который считался чистым и использовался в религиозных ритуалах.
Изучение законов оптики продолжили арабские, а затем и европейские мыслители. В 13 веке в Европе были изобретены очки. Тогда же, в 13 веке, английский учёный, монах-францисканец Роджер Бэкон, заговорил о телескопе. Правда. Рассуждал он в своеобразном пророческом стиле:
«Расскажу о дивных делах природы искусства, в которых нет ничего магического. Прозрачные тела могут быть так обделаны, что отдалённые предметы покажутся приближенными и наоборот, так что на невероятном расстоянии будем читать малейшие буквы и различать малейшие вещи, а также будем в состоянии усматривать звёзды как пожелаем».
За высказывание своих мыслей его посадили в тюрьму. Должно было ещё пройти несколько веков, прежде чем научная фантазия Бэкона воплотилась в реальность. Однако рисунок простейшего однолинзового телескопа встречается уже в рукописях Леонардо Да Винчи, а рядом с рисунком дан такой поясняющий текст:
«Чем дальше отодвигаешь ты стекло от глаза, тем большими покажет оно предметы для глаз. Если глаза для сравнения глядят один через очковое стекло, другой вне его, то для одного предмет покажется большим, для другого – малым. Но для этого видимые вещи должны быть удалены от глаза на двести локтей.»
И вот в начале 17-го века в Голландии сразу три человека почти одновременно заявили об изобретении ими зрительной трубы. Иоганн Липерсхэй, Якоб Мециус и Захария Янссен. Возможно, назадолго до этого подзорная труба уже была изобретена каким-то неизвестным умельцем, скорее всего итальянцем, а эти голландцы пытались получить патент на неё. Второго октября 1608 года Иоганн Липерсхэй представил Генеральным Штатам Нидерландов инструмент для видения на расстоянии. Ему было выдано 800 флоринов на улучшение инструмента, но в патенте на изобретение было отказано, поскольку к тому времени подобными инструментами обладали и Захария Янссен, и Якоб Мециус.
Телескоп Галилея
Весть об изобретении и существовании зрительной трубы дошла до Галилео Галилея. В вышедшем в 1610 году «Звёздном вестнике» он писал:
«Месяцев десять тому назад дошёл до наших ушей слух, что некий бельгиец построил перспициллюм, при помощи которого видимые предметы, далеко расположенные от глаз, становятся отчётливо различимыми, как будто бы они были близки. После этого я разработал более точную трубу, которая представляла предметы увеличенными больше, чем в 60 раз. Засим, не жалея никакого труда и никаких средств, я достиг того, что построил себе орган настолько превосходный, что вещи при взгляде через него казались почти в тысячу раз крупнее и боле чем в тридцать раз приближенными, чем при рассматривании при использовании естественных способностей».
Таким образом Галилей создал телескопическую систему из двух линз – одной выпуклой и другой вогнутой. И вот что примечательно – если для многих современников Галилея зрительная труба была одним из чудес натуральной магии вроде камеры-обскуры или магических зеркал, то сам Галилей сразу же понял, что новый инструмент будет необходим для практических нужд –морехождения, военного дела или астрономии.
В ночь с 6 на 7 января 1610 года Галилей навёл на небосвод созданный им телескоп с трёхкратным увеличением. Этот день, считающийся официальной датой начала астрономии как таковой, изменил имевшиеся на тот момент человеческие знания о космосе. Похоже, что никогда больше в истории астрономии человек не совершал столько открытий за один раз, сколько было сделано их тогда. Луна оказалась испещрённой горами и кратерами, и была похожа на пустыню на Земле, Юпитер предстал перед взором Галилея крошечным диском, вокруг которого обращались четыре разные звёздочки –его естественные спутники, и даже на самом Солнце Галилей потом увидел пятна, опровергнув тем самым общепринятые учения Аристотеля о неприкосновенной чистоте небес.
Действительно, наблюдения Галилея опровергли в целом доктрину о противоположности земного и небесного. Земля оказалась телом той же природы, что и небесные светила. Это, в свою очередь, служило доводом в пользу системы Коперника, в которой Земля совершала движение также, как и другие планеты. Итак, после ночных бдений Галилея, представления человека о вселенной должны были радикально измениться.
Собственно, изобрёл Галилей телескоп-рефрактор, то есть тот оптический прибор, в котором в качестве объектива используется линза или система линз. Первые такие телескопы давали очень нечёткое изображение, окрашенное радужным ореолом. Рефракторы были усовершенствованы современником Галилея Иоганном Кеплером, который разработал систему астрономической трубы с двояко выпуклым объективом трубы и окуляром, а в 1667 году Ньютон предложил другой тип оптического телескопа – рефлектор. В качестве объектива в нём использовались уже не линзы, а вогнутые зеркала. Рефлектор позволили окончательно избавиться от основного недостатка рефракторов – эффекта хроматической оберрации, который разлагает белый цвет на составляющий его спектр, и мешает видеть картину как она есть. Телескоп очень быстро стал привычной и незаменимой вещью для многих европейских учёных.
Одновременно с домашними телескопами делали и огромные длиннофокусные аппараты. Так, например, польский астроном и пивовар 17-го века Ян Гивелий разработал телескоп длиной в сорок пять метров, а голландец Христиан Гюйгенс пользовался телескопом длиной в 64 метра. Своеобразный рекорд поставил Адриен Озу, который в 1664 году соорудил телескоп длиной в 98 метров.
До двадцатого века принципиально ничего нового в способах разглядывания вселенной сказано не было. Пока человек не преодолел новый рубеж и не начал штамповать радиотелескопы. Но это уже начало другой истории…
История телескопа Телескопы Галилея В 1609, узнав об изобретении голландскими оптиками зрительной трубы, Галилей самостоятельно изготовил телескоп с плосковыпуклым объективом и плосковогнутым окуляром, который давал трехкратное увеличение. Через некоторое время им были изготовлены телескопы с 8 - и 30 -кратным увеличением. В 1609, начав наблюдения с помощью телескопа, Галилей обнаружил на Луне темные пятна, названные им морями, горы и горные цепи. 7 января 1610 открыл четыре спутника планеты Юпитер, установил, что Млечный Путь является скоплением звезд. Эти открытия описаны им в сочинении «Звездный вестник, открывающий великие и в высшей степени удивительные зрелища…» (вышел в свет 12 марта 1610).
Современные телескопы Возможности современных телескопов Первым приемником изображений в телескопе, изобретенным Галилеем в 1609 году, был глаз наблюдателя. С тех пор не только увеличились размеры телескопов, но и принципиально изменились приемники изображения. В начале ХХ века в астрономии стали употребляться фотопластинки, чувствительные в различных областях спектра. Затем были изобретены фотоэлектронные умножители (ФЭУ), электроннооптические преобразователи (ЭОП).
Современные телескопы Год Диаметр D, мм Угловое Приёмник излучения изготовления разрешение δ 1610 50 15 Глаз 1800 1200 4 Глаз 1920 2500 1, 5 Фотопластинка 1960 5000 1, 0 Фотопластинка 1980 6000 1, 0 ПЗС 2000 10000 0, 02 ПЗС
Эволюция параметров оптических телескопов В современных телескопах в качестве приемников излучения используют ПЗС-матрицы. ПЗС состоит из большого количества (1000× 1000 и более) полупроводниковых чувствительных ячеек размером в несколько микрон каждая, в которых кванты излучения освобождают заряды, накапливаемые в определенных местах – элементах изображения. Изображения обрабатываются в цифровом виде при помощи ЭВМ. Матрица должна охлаждаться до температур – 130°С. *ПЗС-матрицы -светочувствительная матрица, выполненная на основе ПЗС - «приборов с зарядовой связью» .
Устройство телескопа Телескоп любого типа имеет объектив и окуляр. Линза, обращенная к объекту наблюдения, называется Объективом, а линза, к которой прикладывает свой глаз наблюдатель – Окуляр. Может быть дополнительная лупа, которая позволяет приблизить глаз к фокальной плоскости и рассматривать изображение с меньшего расстояния, т. е. под большим углом зрения. Таким образом, телескоп можно изготовить, расположив на одной оси одна за другой две линзы - объектив и окуляр. Для наблюдений близких земных предметов суммарное расстояние фокусов должно быть увеличено. Меняя окуляры, можно получить различные увеличения при одном и том же объективе. Если линза толще посередине, чем на краях, она называется Собирающей или Положительной, в противном случае – Рассеивающей или Отрицательной.
Прямая, соединяющая центры этих поверхностей, называется Оптической осью линзы. Если на такую линзу попадают лучи, идущие параллельно оптической оси, они, преломляясь в линзе, собираются в точке оптической оси, называемой Фокусом линзы. Расстояние от центра линзы до её фокуса называют фокусным расстоянием. Чем больше кривизна поверхностей собирающей линзы, тем меньше фокусное расстояние. В фокусе такой линзы всегда получается действительное изображение предмета.
Tелескоп принято характеризовать угловым увеличением γ. В отличие от микроскопа, предметы, наблюдаемые в телескоп, всегда удалены от наблюдателя
Назначение телескопа Телескопы бывают самыми разными – оптические (общего астрофизического назначения, коронографы, телескопы для наблюдения искусственных спутников Земли), радиотелескопы, инфракрасные, нейтринные, рентгеновские. При всем своем многообразии, все телескопы, принимающие электромагнитное излучение, решают две основных задачи
Первая задача телескопа создать максимально резкое изображение и при визуальных наблюдениях увеличить угловые расстояния между объектами (звездами, галактиками и т. п.); собрать как можно больше энергии излучения; увеличить освещенность изображения объектов.
Вторая задача телескопа увеличивать угол, под которым наблюдатель видит объект. Способность увеличивать угол характеризуется увеличением телескопа. Оно равно отношению фокусных расстояний объектива и окуляра
Принцип работа телескопа Принцип работы телескопа заключается не в увеличении объектов, а в сборе света. Чем больше у него размер главного светособирающего элемента линзы или зеркала, тем больше света он собирает. Важно, что именно общее количество собранного света в конечном счете определяет уровень детализации видимого - будь то удаленный ландшафт или кольца Сатурна. Хотя увеличение, или сила для телескопа тоже важно, оно не имеет решающего значения в достижении уровня детализации.
Рефракторы Преломляющие телескопы, или рефракторы, в качестве главного светособирающего элемента используют большую линзу-объектив. Рефракторы всех моделей включают ахроматические (двухэлементные) объективные линзы - таким образом сокращается или практически устраняется ложный цвет, который влияет на получаемый образ, когда свет проходит через линзу. При создании и установке больших стеклянных линз возникает ряд трудностей; кроме того, толстые линзы поглощают слишком много света. Самый большой рефрактор в мире, имеющий объектив с линзой диаметром в 101 см, принадлежит Йеркской обсерватории.
рефлекторы Все большие астрономические телескопы представляют собой рефлекторы. Рефлекторные телескопы популярны и у любителей, поскольку они не так дороги, как рефракторы. Это отражающие телескопы, и для сбора света и формирования изображения в них используется вогнутое главное зеркало. В рефлекторах ньютоновского типа, маленькое плоское вторичное зеркало отражает свет на стенку главной трубы.
Зеркально-линзовые Зеркально-линзовые (катадиоптрические) телескопы используют как линзы, так и зеркала, за счет чего их оптическое устройство позволяет достичь великолепного качества изображения с высоким разрешением, при том, что вся конструкция состоит из очень коротких портативных оптических труб.
МОУ Озёрская СОШ
«История создания телескопа»
Исполнитель: Плохотнюк Алёна,
Учитель-консультант: В.
2уч. Год
1. Введение……………………………………………………………..3стр.
2. История первых телескопов:
2.1. Открытие детей мастера Липперсгея………………………3-4стр.
2.2. «Телескопическая лихорадка»………………………………..4стр.
2.3. Телескопы братьев Гюйгенс………………………………….5стр.
2.4. Телескопы Галилея…………………………………………5-6стр.
3. Назначение телескопов…………………………………………..6-7стр.
4. Виды телескопов:
4.1. Телескоп-рефрактор………………………………………….7стр.
4.2. Телескоп-рефлектор………………………………………….7стр.
4.3. Менисковый телескоп. ………...…………………………….7стр.
5. Возможности современных телескопов:
5.1. Телескоп без глаза…………………………………………....8стр.
5.2. Радиотелескопы……………………………………………8-9стр.
5.3. Инфракрасные телескопы……………………………………9стр.
5.4. Ультрафиолетовые телескопы…………………………….....9стр.
5.5. Рентгеновский телескоп………………………………………9стр.
5.6. Гамма-телескопы…………………………………………….10стр.
6. Примеры телескопов…………………………………………..10-11стр.
7. Космический телескоп………………………………………...11-12стр.
8. Заключение……………………………………………………..…12стр.
9. Приложение……………………………………………………13-14стр.
10. Список используемой литературы……………………………..15стр.
“Унося наши чувства далеко за границы воображения
наших предков, эти замечательные инструменты,
телескопы, открывают путь к более глубокому
и более прекрасному пониманию природы”
Рене Декарт, 1637г.
1. Введение
Небо существует только для человека и только в его мыслях. Ведь небо есть не что иное, как картина космоса, наблюдаемая человеком с его крохотного обиталища – Земли. Представления людей о звёздном мире меняются из года в год. О космосе невозможно сказать, что он уже познан, ведь в нем столько тайн, столько самых невероятных событий…
Иногда, глядя в небо, я задумывалась над тем, как же могли еще в старину, глядя на, казалось бы, не подвижное, почти не меняющееся небо, делать открытия, находить новые планеты, определять траектории движения планет, одним словом, «разгадывать» тайны Вселенной. Ведь далеко не все можно увидеть невооруженным глазом. Заинтересовавшись этой проблемой, я выяснила, что первым астрономическим прибором был телескоп. За прошедшие века он совершенствовался и изменялся. Какой восторг вызвал у обывателей и учёных мужей первый телескоп! Какие невероятные открытия за этим последовали! Но с годами телескоп не утратил своей значимости. Именно поэтому мне захотелось узнать, каким же был первый телескоп, кто был его первооткрывателем и какими возможностями обладает современный телескоп? И вот какие «открытия» я для себя сделала…
2. История первых телескопов:
2.1. Открытие детей мастера Липперсгея
В самом начале XVII столетия жил в голландском городе Миддельбурге оптик Липперсгей. (Приложение) Обыкновенный ремесленник, мастер по изготовлению очковых стекол. Однажды сынишка Липперсгея сидел дома. Чтобы развлечься, мальчуган вытащил на подоконник целый ворох отшлифованных испорченных очковых стекол и стал складывать их, заглядывая поочередно в получившиеся сочетания. Он рассматривал мух. Зажимая линзы в кулаках, подносил их к глазам. Потом он взял в каждую руку по стеклу и приставил оба кулака к одному глазу одновременно,… Что тут произошло! Мальчик закричал, бросил стекла, закрыл глаза руками и убежал в глубину комнаты. Ему показалось, что башня ратуши, на которую он посмотрел через две линзы, шагнула ему на встречу. Это было похоже на колдовство.
Прошло несколько дней – Липперсгей явился магистрат. В руках у мастера была свинцовая трубка со вставленными в неё линзами. Этот удивительный снаряд позволял созерцать отдаленные предметы так, как если бы они находились совсем рядом. Липперсгей предложил продать городским властям «свое изобретение». Миддельбургские купцы охотно глядели в трубку, размахивали широкими рукавами, но признать автором изобретения Липперсгея отказывались. Липперсгей много раз пытался запатентовать и продать трубку то голландским Генеральным штатам, то принцу Морицу Оранскому. Однако патента так и не получил. Скоро в соседних городах объявились и другие оптики, претендующие на честь изобретения зрительной трубки. Слухи о голландском изобретении покатилось по всей Европе, обрастая невероятными подробностями и искажениями.
2.2. «Телескопическая лихорадка»
В середине XVII века «телескопическая лихорадка» захватила всех. В городах линзы шлифовали в домах ремесленников и купцов, дворян и вельмож . Изготовление телескопов стало модным. А наблюдение неба – просто необходимым занятием каждого более или менее образованного человека. Теперь люди могли не просто следить за перемещением по небу блуждающих звезд, но и рассматривать подробности строения Луны, наблюдать планеты вместе со спутниками. Правда, первое время такие исследования требовали от наблюдателя массы усилий. Плохое качество шлифованных линз давало вместо светящейся точки мутное расплывчатое пятно, окруженное вдобавок цветным ореолом. (Приложения №2-7)
2.3. Телескопы братьев Гюйгенс
Главной задачей стало получение телескопов с большим увеличением. В середине XVII столетия шлифовкой линз и устройством телескопов увлекся сын богатого голландца Христиан Гюйгенс. Будучи совсем молодым человеком, он теоретически нашел наилучшую форму линз. Получалось, что для уменьшения искажений кривизна поверхности одной линзы должна быть в шесть раз меньше, чем у другой. Но вот беда: оптика в то время ещё не научились шлифовать линзы с заданной кривизной.
Выход оставался один: собирать телескопы из большого количества слабых, но дающих хорошее изображение линз. Так появились первые длинные телескопы.
Первый инструмент, который построил Христиан Гюйгенс вместе с братом, имел 12 футов в длину. Это примерно три с половиной метра. А отверстие его было всего 57 миллиметров. То есть в шестьдесят раз меньше длины.
Гюйгенс с его помощью открывает спутник Сатурна. Кроме того, он смутно видит у планеты те же странные выступы по бокам. Чтобы разглядеть загадочные образования у Сатурна, братья Гюйгенсы берутся за постройку еще более длиннофокусного телескопа. Его размеры должны быть 23 фута. Такую длинную трубу уже трудно подвешивать к столбам, ещё труднее её поворачивать и наводить. На Гюйгенс не сдаётся и в конце концов открывает кольцо Сатурна. Скоро, чтобы облегчить конструкцию телескопа, вместо труб стали делать легкие рамы из деревянных планок. На рамках укрепляли объектив и окуляр, а в промежутке ставили диафрагмы.
Длина телескопа продолжается расти. Она достигла сначала 20, потом 30, даже 40 и более метров. Пришлось отказаться от рам. Объектив в небольшой оправе укрепляли на крыше здания или на специальной вышке. Наблюдатель же, с окуляром в руках, старался расположиться так, чтобы желаемое светило оказалось в створе с объективом и окуляром.
2.4. Телескопы Галилея.
В 1609, узнав об изобретении голландскими оптиками зрительной трубы, Галилей (Приложение) самостоятельно изготовил телескоп с плосковыпуклым объективом и плосковогнутым окуляром, который давал трехкратное увеличение. Через некоторое время им были изготовлены телескопы с 8- и 30-кратным увеличением.(приложение №4) В 1609, начав наблюдения с помощью телескопа, Галилей обнаружил на Луне темные пятна, названные им морями, горы и горные цепи. 7 января 1610 открыл четыре спутника планеты Юпитер, установил, что Млечный Путь является скоплением звезд.
После того как утихли первые восторги по поводу новых возможностей, открытых телескопами, наблюдатели всерьёз задумались над качеством изображения. Все открытия, «лежавшие на поверхности», были уже сделаны, и люди видели, люди понимали, что для дальнейшего проникновения в тайны неба Земли нужно улучшать инструменты.
Первым приемником изображений в телескопе, изобретенным Галилеем в 1609 году, был глаз наблюдателя. С тех пор не только увеличились размеры телескопов, но и принципиально изменились приемники изображения. В начале ХХ века в астрономии стали употребляться фотопластинки, чувствительные в различных областях спектра. Затем были изобретены фотоэлектронные умножители (ФЭУ), электронно-оптические преобразователи (ЭОП). (Приложения №9-10)
3. Назначение телескопов
Какими бы ни были конструкции телескопов, у них есть общие черты. Назначение всех телескопов заключатся в увеличении угла зрения, под которым видны небесные тела. Телескоп собирает во много раз больше света, приходящего от небесного светила, чем глаз человека. Благодаря этому в телескоп можно рассматривать не видимые невооруженным глазом детали поверхности ближайших в Земле небесных тел и увидеть множество слабых звезд.
Основная задача телескопа, как и любого оптического прибора, максимально четко и детально передать наблюдателю то, что он хочет увидеть. Само слово телескоп, имеет греческое происхождение, что в дословном переводе означает "далеко видеть".
Эволюция параметров оптических телескопов:
4. Виды телескопов:
Существует несколько типов оптических телескопов: телескоп-рефрактор, телескоп-рефлектор, менисковые телескопы.
4.1. Телескоп-рефрактор
Рефракция - это преломление лучей света. Самая простая схема телескопа-рефрактора, представляет собой 2 линзы, одна - объектив, вторая - окуляр. Принцип работы телескопа, основан на преломлении лучей света и сведении их в одной точке, которая называется фокусом (F). В этой точке строится изображение объекта, который можно рассмотреть потом с помощью окуляра.
4.2. Телескоп-рефлектор
Рефлекс - это отражение. В основе данного типа телескопа, лежит способность лучей отражаться от поверхности объектива (вогнутого зеркала в виде сферы или параболоида) и фокусироваться, на определенном расстоянии. (Приложение)
4.3. Менисковый телескоп
Менисковые (зеркально-линзовые) телескопы, благодаря своей простоте, получили большее распространение, чем рефракторные системы, так как они представляют собой гибрид двух предыдущих систем (для того чтобы управлять ходом лучей в них используются и линзы, и зеркала). Практически все крупные обсерватории используют именно эту технологию.
5. Возможности современных телескопов:
Прошли десятилетия. Конструкции телескопов претерпевали большие изменения. Росла их сложность, но в тоже время возрастали и их возможности. Что же можно сказать о современных телескопах? Какими возможностями они обладают?
5.1. Телескоп без глаза
Одной из самых ненадежных деталей телескопа всегда был глаз наблюдателя. Поэтому, как только стало возможным, астрономы стали заменять глаз приборами. Если подсоединить вместо окуляра фотоаппарат, то изображение, получаемое объективом можно запечатлеть на фотопластине или фотопленке. Фотопластина способна накапливать световое излучение, и в этом ее неоспоримое и важное преимущество перед человеческим глазом. Фотографии с большой выдержкой способны отобразить несравненно больше, чем под силу рассмотреть человеку в тот же самый телескоп. Ну и конечно, фотография останется как документ, к которому неоднократно можно будет в последствии обратиться.
5.2. Радиотелескопы
В качестве объектива радиотелескопа чаще всего выступает металлическая чаша параболоидной формы. Собранный ею сигнал принимается антенной, находящейся в фокусе объектива. Антенна связана с ЭВМ, которая обычно и обрабатывает всю информацию, строя изображения в условных цветах. Радиотелескоп, как и радиоприемник, способен одновременно принимать только какую-то длину волны. Чтобы собрать приемлемое количество информации о светилах в радиолучах, астрономы строят огромные по размерам телескопы. Сотни метров – вот тот не столь уже удивительный рубеж для диаметров объективов, который достигнут современной наукой. Кроме сбора излучаемой небесными телами энергии, радиотелескопам доступно «подсвечивание» поверхности тел Солнечной системы радиолучами. Сигнал, посланный, скажем с Земли на Луну, отразится от поверхности нашего спутника и будет принят тем же телескопом, что и посылал сигнал. Этот метод исследований называется радиолокацией. Самый грандиозный пример таких исследований – полное картографирование поверхности Венеры, проведенное АМС «Магеллан» на стыке 80-х и 90-х годов. Теперь мы знаем о рельефе Венеры лучше, чем о рельефе Земли (!), ведь на Земле покрывало океанов мешает проводить изучение большей части твердой поверхности нашей планеты. (Приложение)
5.3. Инфракрасные телескопы
Инфракрасные волны – это тепло. Такие телескопы не обладают способностью оптических воспринимать сразу все длины волн диапазона. Устройство, обычно, делается чувствительным к некоторым узким участкам спектра. В этом инфракрасные телескопы похожи на радиотелескопы, принимающие сигнал только на одной длине волны. Похоже и построение изображения объекта в невидимых глазу лучах в условных цветах. Часто на инфракрасных фотографиях используют оттенки красного цвета для характеристики интенсивности излучения той или иной части изображения. Во многом, конструкция самих инфракрасных телескопов схожа с конструкцией оптических зеркальных телескопов. Большая часть тепловых лучей поддается отражению обычным телескопическим объективом и фокусированию в одной точке, где и размещается прибор, измеряющий тепло.
5.4. Ультрафиолетовые телескопы
Фотографическая пленка, особенно если она специально для этого сделана, способна засвечиваться и ультрафиолетовыми лучами. Поэтому принципиальной проблемы в фотографировании ультрафиолетовых изображений не стоит. Кроме того, в значительной части ультрафиолетового диапазона удается принимать системы с зеркальным объективом и регистрирующим устройством. Ультрафиолетовые телескопы схожи по своей конструкции с инфракрасными или оптическими. Применение фильтров позволяет выделять излучение определенных участков диапазона.
5.5. Рентгеновский телескоп
Фотоны с высокими энергиями, к которым относятся и фотоны рентгеновских волн, уже пробивают всевозможные системы зеркальных объективов. Регистрация таких волн по силам счетчикам элементарных частиц, таким, как счетчик Гейгера. Попадающая в такое устройство частица вызывает кратковременный импульс тока, который и регистрируется.
5.6. Гамма-телескопы
Гамма-фотоны еще более энергичны, чем фотоны рентгеновского излучения. Их тоже регистрируют специальные устройства-счетчики, только иной конструкции. Увы, разрешение гамма-телескопов не превосходит двух-трех градусов. Гамма-телескопы сегодня регистрируют само наличие и примерное направление на так называемые гамма-вспышки – мощные всплески гамма-излучения, причин которых еще не нашли. Более или менее точно указать место вспышки позволяет одновременное наблюдение вспышки двумя-тремя гамма-телескопами. Совместное использование гамма-телескопов и телескопов, принимающих другие типы излучения, в последние годы помогло отождествлять некоторые гамма-вспышки с тем или иным видимым объектом.
6. Примеры телескопов
Приведу несколько примеров современных телескопов и обсерваторий.
На Паломарской обсерватории
при помощи зеркально-линзового телескопа системы Шмидта был проведен обзор, состоящий из тысячи карт, запечатлевших в двух цветах объекты неба до 21-й звездной величины. Пятиметровый телескоп Паломарской обсерватории является самым старым из крупнейших телескопов мира. (Приложение)
На 10-метровом зеркале телескопа «Кек-1»
на Гавайских островах при помощи сегментирования получено разрешение 0,02". Там же на высоте 4150 м над уровнем моря расположен телескоп «Кек-2».
(Приложение)
Телескоп VLT
(Very Large Telescope) (приложение №), который находится на севере Чили на вершине горы Паранал в пустыне Атакама на высоте 2635м над уровнем моря, состоит из четырех идентичных телескопов, размеры каждого из которых 8,2м. Все четыре телескопа смогут работать в режиме интерферометра со сверхдлинной базой и получать изображения, как на телескопе с 200–метровым зеркалом. В настоящее время производится отладка всей системы в гигантский оптический интерферометр. (Приложение)
7. Космический телескоп
Особое значение в наш космический век придается орбитальным обсерваториям. Наиболее известная из них – космический телескоп им. Хаббла
– запущен в апреле 1990 года и имеет диаметр 2,4м. После установки в 1993 году корректирующего блока телескоп регистрирует объекты вплоть до 30-й звездной величины, а его угловое увеличение – лучше 0,1" (под таким углом видна горошина с расстояния в несколько десятков километров). С помощью телескопа удалось получить снимки далеких объектов Солнечной системы, наблюдать падение кометы Шумейкеров – Леви на Юпитер и извержение Ио, изучить цефеиды и квазары, получить снимки предельно слабых галактик. Исследования с орбиты проводятся не только в оптическом, но и во всех других диапазонах электромагнитного излучения.
Астрономические данные, полученных на различных современных телескопах, накапливаются на специальных компьютерах. Обычно результаты наблюдений в течение года считаются собственностью получившего их ученого. Затем данные переходят в общее пользование. В настоящее время создаются виртуальные обсерватории, в которых будут доступны данные наблюдений с обсерваторий VLT, Космического телескопа им. Хаббла и других.
Находясь над поверхностью Земли на расстоянии свыше 600км, космический телескоп имени Хаббла внёс неоценимый вклад в астрономию. Благодаря ему мы многое поняли о процессе рождения и смерти звезд, эволюции галактик, возникновении и развитии Вселенной, благодаря ему, черные дыры из разряда теоретических гипотез перешли в разряд реальных объектов. Этот телескоп – наш глаз, которым мы рассматриваем Вселенную. Когда телескоп направлен на какой-нибудь звёздный объект, его бортовые компьютеры преобразуют показания приборов в длинные ряды чисел, которые передаются на Землю через спутники связи . Затем эти данные преобразуются в текстовую и видеоинформацию, над которой и работают учёные. На телескопе есть спектрографы и камеры, работающие в области УФ-, видимого и ИК-областей спектра.
Своё имя телескоп получил в честь астронома Хаббла. После того, как в 1929 году он обнаружил, что все галактики удаляются от Земли, Хаббл выдвинул гипотезу расширения вселенной. Это было самое впечатляющее наблюдение в астрономии XX в., вызвавшее появление теории Большого Взрыва, которая объясняет, как возникла и эволюционирует наша Вселенная.
Приведу некоторые параметры данного телескопа.
Длина телескопа……..13,3 м
Диаметр……………..…4,2 м
Масса…………….....11 100 м
Высота орбиты………612 км
Конструкция телескопа позволяет астронавтам легко снимать с него приборы и другие элементы во время сеансов орбитального техобслуживания и заменять их более совершенными. Гарантия безотказной работы приборов – 20 лет. (Приложение)
8. Заключение
Я думаю, что совершенствование телескопов будет продолжаться и в дальнейшем, ведь их роль в познании Вселенной неоценима. Возможно, что моим детям в школе будут рассказывать о телескопах, которые бороздят просторы Вселенной и передают на Землю информацию с далеких звездных систем, о других галактиках. А кто-то из моих будущих внуков когда-нибудь о телескопе Хаббла будет писать в своём научном исследовании как об ушедшем в историю, но, всё же, знаменитом телескопе.
10. Список используемой литературы
1. Учебник «Астрономия»-11класс; , Москва, «Просвещение», 2003.
2. «Небо земли»; , Ленинград, «Детская литература», 1974.
4. Интернет ресурсы: www. /…/manager2.cgi? id=19&num=1076