Стівен Вайнберг - Пояснюючи світ

«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.

Хоча ці результати були отримані надто пізно, щоб увійти до «Зоряного вісника», уже до кінця 1611 року Ґалілей виміряв періоди обертання відкритих чотирьох супутників Юпітера, а в 1612 році опублікував ці дані на першій сторінці праці, присвяченої іншим питанням21. Результати Ґалілея разом із сучасними значеннями у днях (дн), годинах (год) та хвилинах (хв) наведені в таблиці нижче:

Точність вимірювань Ґалілея свідчить про його уважні спостереження й чіткий хронометраж[47].

Ґалілей присвятив «Зоряний вісник» своєму колишньому учневі Козімо II Медічі, тоді вже великому герцогу Тосканському, а чотири супутники Юпітера назвав «Медіцейськими зірками». То був добре продуманий комплімент. Ґалілей мав непогану платню в Падуанському університеті, але йому сказали, що більше її не підвищуватимуть. Крім того, щоб отримати цю платню, він ще мав викладати, витрачаючи дорогоцінний час своїх досліджень. Аж тут у нього з’явилася можливість укласти угоду з Козімо, який був готовий зробити його придворним математиком і філософом, що передбачало професорську посаду в Пізанському університеті без викладацьких обов’язків. Ґалілей наполягав на титулі «придворний філософ», бо, попри дивовижний прогрес, якого досягли в астрономії такі математики, як Кеплер, а також попри аргументи таких професорів, як Клавій, математики все ще мали нижчий статус, ніж той, яким насолоджувалися філософи. Крім того, Ґалілей хотів, щоб його роботу сприймали серйозно, як те, що філософи називали «фізикою» – пояснення природи Сонця, Місяця й планет, а не лише якийсь там математичний опис видимих явищ.

Улітку 1610 року Ґалілей перебрався з Падуї до Флоренції, що, зрештою, виявилося катастрофічним рішенням. Падуя була розташована на території Венеційської республіки, яка в той час перебувала під меншим впливом Ватикану, ніж будь-яка інша держава в Італії, успішно опираючись папським заборонам ще за кілька років до від’їзду Ґалілея. Тож переїзд до Флоренції зробив Ґалілея значно більш вразливим до контролю з боку Церкви. Якийсь сучасний декан університету міг би сказати, що така небезпека була просто карою за ухилення Ґалілея від викладацьких обов’язків. Але на деякий час ця кара була відтермінована.

5. У вересні 1610 року Ґалілей зробив п’яте зі своїх великих астрономічних відкриттів. Він спрямував телескоп на Венеру й виявив, що вона має фази, схожі на фази Місяця. Ґалілей надіслав Кеплеру кодоване повідомлення: «Мати любові [Венера] наслідує форми Цинтії [Місяця]». Зміну фаз передбачали ще в теоріях Птолемея й Коперника, але ці фази мали б бути інші. У теорії Птолемея Венера завжди перебуває більш-менш між Землею та Сонцем, тому вона ніколи не може бути у фазі більше від половини. З другого боку, у теорії Коперника Венера повністю освітлена, коли перебуває з іншого боку Сонця відносно Землі.

Це стало першим прямим доказом того, що теорія Птолемея помилкова. Згадайте, що вона дає ту саму картину рухів Сонця та планет, видимих із Землі, що й теорія Коперника, незалежно від вибраного розміру деферента кожної планети. Але вона не дає тієї самої картини, що й теорія Коперника, рухів Сонця та планет, видимих з інших планет. Звісно, Ґалілей не міг злітати на будь-яку планету, щоб побачити, який вигляд мають звідти рухи Сонця та інших планет. Але відкриття фаз Венери таки підказало йому напрямок до Сонця, видимий із Венери, бо яскравий бік Венери – це бік, обернений до Сонця. Лише один особливий випадок теорії Птолемея міг показати це правильно – випадок, у якому деференти Венери та Меркурія ідентичні з орбітою Сонця, що, як ми вже зазначали, відповідає теорії Тіхо Браге. Цю версію ніколи не визнавав Птолемей або будь-хто з його послідовників.

6. Через деякий час після прибуття до Флоренції Ґалілей знайшов дотепний спосіб вивчити сонячний диск, використовуючи телескоп, щоб проектувати його зображення на тканину. За допомогою цього Ґалілей зробив своє шосте велике відкриття: він помітив, що через Сонце рухаються якісь темні плями. У 1613 році отримані результати були опубліковані в роботі «Листи про сонячні плями», більше про яку розповімо пізніше.

В історії бувають моменти, коли якась нова технологія відкриває великі можливості для науки як такої. Удосконалення вакуумних насосів у XIX столітті зробило можливими експерименти з електричними розрядами у вакуумованих трубках, що привело до відкриття електрона. Розроблені корпорацією «Ilford» фотографічні емульсії дали змогу відкрити цілу низку нових елементарних частинок у наступному після Другої світової війни десятилітті. Удосконалення під час тієї війни мікрохвильового радара відкрило шлях до використання мікрохвиль для вивчення атомів, яке забезпечило ключове обґрунтування квантової електродинаміки в 1947 році. І не варто забувати також гномон. Але жодна з цих нових технологій не привела до таких дивовижних наукових результатів, як ті, що дав телескоп у руках Ґалілео Ґалілея.

Реакції на відкриття Ґалілея різнилися від настороженості до ентузіазму. Давній супротивник Ґалілея в Падуї Чезаре Кремоніні відмовився взагалі дивитися в телескоп, як зробив і Джуліо Лібрі, професор філософії в Пізанському університеті. З другого боку, Ґалілей був обраний членом Академії деї Лінчеї, заснованої кількома роками раніше як перша європейська наукова академія. Натомість Кеплер скористався телескопом, який прислав йому Ґалілей, і підтвердив відкриття, що той зробив (Кеплер розробив цілу теорію телескопа й невдовзі винайшов власну його версію з двома опуклими лінзами).

Спершу Ґалілей не мав якихось проблем із Церквою, можливо, тому, що все ще не явно підтримував теорію Коперника. Ідеї Коперника