Стивен Вайнберг - Пояснюючи світ

За допомогою своєї підзорної труби, що пізніше стала відома як телескоп, Ґалілей зробив шість астрономічних відкриттів великої історичної важливості. Перші чотири з них він описав у праці Siderius Nuncius («Зоряний вісник»)20, опублікованій у Венеції в березні 1610 року.

1. 20 листопада 1609 року Ґалілей уперше спрямував свій телескоп на серпик Місяця. На яскравому боці він зумів побачити, що поверхня того нерівна:

Часто повторювані спостереження [місячних плям] підвели нас до висновку, що ми точно бачимо поверхню Місяця не гладенькою, не рівною й не ідеально сферичною, як величезний натовп філософів був упевнений щодо цього та інших небесних тіл, а натомість нерівною, шорсткою й повною западин та виступів. І це схоже на лик самої Землі, розмічений тут і там пасмами гір та заглибинами долин.

Натомість на темному боці Місяця поблизу термінатора (межі між яскравим і неосвітленим боком) він зумів побачити плями світла, які інтерпретував як гірські вершини, освітлені Сонцем, коли те майже перевалило за місячний горизонт. За відстанню цих яскравих плям від термінатора він зумів навіть припустити, що деякі з цих гір були щонайменше 4 милі заввишки (див. технічну примітку 24). Ґалілей також спробував пояснити слабке освітлення темного боку Місяця, яке він спостерігав. Він відкидав різноманітні припущення Еразма Рейнгольда й Тіхо Браге, що це слабке світло випромінює сам Місяць, Венера чи зірки, і правильно стверджував, що «ця дивовижна яскравість» є наслідком відбиття сонячного світла від Землі так само, як Земля вночі слабко освітлюється сонячним світлом, відбитим від Місяця. Отже, небесне тіло на кшталт Місяця здавалося не дуже відмінним від Землі.

2. За допомогою підзорної труби Ґалілей зміг спостерігати «майже неосяжне скупчення» зірок, значно тьмяніших за зірки шостої зоряної величини, а отже, надто тьмяних, щоб бути видимими неозброєним оком. Виявилося, що шість видимих зірок сузір’я Плеяд супроводжують понад 40 інших зірок, а в сузір’ї Оріона він зумів побачити понад 500 зірок, ніколи ще не бачених раніше. Спрямовуючи свій телескоп на Чумацький Шлях, він зумів побачити, що той містить багато зірок, як і припускав раніше Альберт Великий.

3. Ґалілей повідомив, що бачить планети крізь свій телескоп як «абсолютно круглі кулі, схожі на маленькі місяці», але не зумів роздивитися якогось подібного зображення зірок. Натомість він виявив, що, хоч усі зірки здавалися набагато яскравішими, коли він дивився на них у свій телескоп, вони не здавалися суттєво більшими. Його пояснення цього було доволі плутане. Ґалілей не знав, що видимий розмір зірок спричинюється заломленням променів світла в різноманітних напрямках випадковими коливаннями в атмосфері Землі, а не якимись властивостями оточення цих зірок. Саме ці коливання й спричинюють видиме мерехтіння зірок [45]. Ґалілей дійшов висновку, що, оскільки в його телескоп роздивитися вигляд зірок неможливо, вони мають бути значно дальшими від нас, ніж планети. Як він зазначив пізніше, це допомогло пояснити, чому ми не спостерігаємо щорічного зоряного паралакса, якщо Земля обертається навколо Сонця.

4. Найбільш драматичне та важливе відкриття, про яке він повідомив у «Зоряному віснику», було зроблене 7 січня 1610 року. Роздивляючись у свій телескоп Юпітер, Ґалілей побачив, що «поблизу нього розташовані три маленькі зірки, невеликі, але дуже яскраві». Спочатку він подумав, що то були просто ще три нерухомі зірки, надто тьмяні, щоб їх побачили раніше, хоч він був здивований, що вони здавалися вишикуваними вздовж площини екліптики: дві – на схід від Юпітера і одна – на захід. Але наступної ночі всі ці три «зірки» опинилися на захід від Юпітера, а 10 січня можна було побачити лише дві з них, обидві на сході. Нарешті 13 січня він побачив, що тепер видними стали вже чотири такі «зірки», так само розташовані вздовж площини екліптики. Ґалілей дійшов висновку, що Юпітер під час його руху своєю орбітою супроводжують чотири супутники, аналогічні земному Місяцю, які, подібно до нашого Місяця, обертаються приблизно в тій самій площині, що й планетні орбіти, поблизу екліптики – площини орбіти Землі навколо Сонця. Сьогодні вони відомі як чотири найбільші супутники Юпітера – Ганімед, Іо, Каллісто та Європа, – названі на честь коханців та коханок бога Юпітера [46].

Це відкриття забезпечило важливу підтримку теорії Коперника. Насамперед система Юпітера та його супутників демонструвала в мініатюрі те, як Коперник уявляв собі систему Сонця та планет, що його оточують, у якій небесні тіла явно рухалися навколо іншого тіла, а не навколо Землі. Крім того, приклад супутників Юпітера відповідав на запитання, що закидали Копернику: якщо Земля рухається, то чому Місяць не лишається позаду? Адже всі були згодні з тим, що Юпітер рухається, однак його супутники явно не відстають від нього.