Текст книги "Тысяча и одна ночь. Астрономические этюды"

Фердинанд I – астрономия и развитие – MDCCCXIX

«Место хорошо выбрано, удалено от городского шума, скрыто в большом саду и может стать твердым основанием для изучения природы и занятий искусством благодаря открытому горизонту». Такими словами в 1817 году после прогулки по холму Мирадуа в Каподимонте астроном Джузеппе Пиацци, получивший известность как открыватель карликовой планеты Цереры, представлял Фердинанду I, королю обеих Сицилий, свою оценку места, выбранного для новой астрономической обсерватории Неаполя. Проект увидел свет по окончании пути, начатого в 1735 году, когда Карл Бурбон, новый правитель государства, ставшего самостоятельным после пребывания в статусе вице-королевства на протяжении двух веков, одобрил план преобразования Неаполитанского университета, предложенный старшим капелланом Челестино Галиани. В рамках реорганизации и перераспределения кафедр между преподавателями предусматривалось также преподавание астрономии и навигации. Эта мера была вызвана теми же потребностями, которые почти за век до того побудили правителей Франции и Англии основать Парижскую и Гринвичскую обсерватории: содействовать своему флоту, как торговому, так и военному. Молодое Неаполитанское королевство, обращенное к морю, нуждалось в реорганизации своей экономической и оборонительной системы, и на университет была возложена обязанность подготовить специалистов и в этой области.

Первым заведующим кафедрой, впоследствии названной кафедрой астрономии и календарей, стал математик Пьетро де Мартино. Не имея в своем распоряжении обсерватории, как остальные его преемники, он вынужден был ограничиваться преподаванием преимущественно теории. Отсутствие астрономической обсерватории было серьезным недостатком для города, который стремился занять достойное место среди европейских столиц. В Лондоне, Париже и Берлине имелась устоявшаяся традиция институтов и академий наук. В Болонье, Падуе, Пизе, Флоренции и Риме находились прославленные центры изучения астрономии и ботаники. Ничего подобного не было в Неаполе, что противоречило государственным интересам. «Мы убедимся, что без обсерватории, без ботанического сада, без кабинета физики и без лаборатории мы никогда не сможем успешно изучать астрономию, ботанику, естественную историю и химию, которые являются элементами физики», – заявлял архитектор Винченцо Руффо в 1789 году.

Сказать по правде, в городе было несколько астрономических обсерваторий, но все – частного характера или же связанные с дидактической деятельностью религиозных орденов: обсерватория Королевского колледжа благотворительных школ и личные обсерватории лорда Актона, морского министра и страстного любителя звезд в Сан-Карло алле Мортелле, и принца Фердинандо Винченцо Спинелли ди Тарсия в элегантной фамильной резиденции. Действовало также несколько академий, но у науки не было в распоряжении институтских зданий и она не поддерживалась непосредственно государством и не рассматривалась с прикладной точки зрения как инструмент социального прогресса. И все это в то время, когда в Европе все более заметно вырисовывалась неразрывная связь науки с техникой, экономикой и обществом. Отставание, которое mutatis mutandis («с соответствующими изменениями») продолжает ставить в невыгодное положение юг Италии при безразличии тех, кто полагает, что пиццы, песен и симпатии будет достаточно, чтобы протащить в будущее «землю, где цветут лимоны».

Чтобы понять причины отставания в то время, необходимо рассмотреть факты в их контексте. Неаполитанское королевство было основано не так давно. Его политические и экономические порядки уходили корнями в традицию крупного землевладения. Не хватало динамизма среднего класса между дворянством и плебсом как в городах, так и в сельской местности. При таких предпосылках сменить курс было непросто. Импульс к нововведениям и просвещенные реф ормы Карла Бурбона, а позднее министров его сына Фердинанда, взошедшего на престол после того, как его отец «пошел на повышение» и стал королем Испании, не раз замедлялись из-за экономических трудностей, спешных дел и в значительной мере из-за некомпетентности государственного аппарата. Немногим представителям образованной части общества Неаполя, от Галиани до Антонио Дженовези, не удавалось повлиять на ретроградный менталитет изолированного и оторванного от социального контекста научного мира. В университете, преобразованном в 1777 году, по крайней мере на бумаге были зафиксированы некоторые нововведения в области наук. Но по сути ничего не изменилось из-за извечного недостатка средств и хронической неподготовленности преподавателей. При таком положении дел становится понятно, почему монарх, помимо прочего, очень молодой и слабо «просвещенный», делает вид, что не слышит просьб астрономов об открытии в Неаполе обсерватории. Потом на сцену врывается Джузеппе Касселла и музыка существенно меняется, чему способствует также реакция на ветер социально-политических перемен, который задул в Европе после взятия Бастилии.

Касселла родился в городке Кузано-Мутри в провинции Беневенто и выучился на астронома в престижной школе в Падуе. Будучи решительным и дальновидным человеком, после возвращения домой он воспользовался своим удачным знакомством с лордом Актоном, чтобы продвигать при дворе идею обсерватории в Неаполе. Наконец, уступив настойчивому лоббированию, в 1791 году монарх одобрил устройство обсерватории. Для нее был избран северо-восточный угол Королевского музея, который, по мысли Фердинанда IV, должен был представлять собой центр культуры: «генеральный музей и академия искусств и наук». Были начаты работы, которые не суждено было довести до конца. Красивый меридиан с латунной вставкой длиной 27 метров, вдоль которой размещены мраморные панели с изображениями знаков зодиака на обрамленных овальных фресках, возможно, работы Вильгельма Тишбейна, руководившего в то время Академией живописи, скульптуры и архитектуры, и по сей день украшает одноименный зал на втором этаже Национального археологического музея Неаполя.

Когда политическая ситуация изменилась и на неаполитанский трон взошли соратники Наполеона, неутомимый Касселла представил свой проект новому монарху, Жозефу Бонапарту. Это оказалось проще, поскольку король был более склонен прислушиваться к доводам науки, чем Бурбон. Действительно, указом от января 1807 года зять французского императора предоставил ему для устроения обсерватории монастырь Сан-Гаудиозо на холме Сант-Аньелло неподалеку от акрополя греческого города Неаполис. Итак, у него появился цех, но не было соответствующих орудий труда. В наблюдениях неба Касселла мог рассчитывать лишь на немногие принадлежавшие ему инструменты. Прошел ровно год, и после его безвременной кончины от легочного заболевания, полученного вследствие переохлаждения при наблюдении за полетом кометы, обсерватория Сан-Гаудиозо пришла в упадок. Предприятие оказалось почти провалом, в отличие от более счастливых инициатив французского правительства по открытию в Неаполе тех заведений, в которых город все еще нуждался, например ботанического сада. Наконец, Иоахим Мюрат, преемник Жозефа Бонапарта (который тоже был переведен в Испанию, но его ждала совсем другая судьба, чем Карла), серьезно взялся за основание астрономической обсерватории европейского уровня. Похвальная инициатива, достойная сподвижника Наполеона, плоды которой, однако, пожинали Бурбоны в соответствии с правилом, согласно которому кто оканчивает дело, тот им и пользуется. Вот почему теперешние политики осторожно избегают всех проектов, которые не сулят немедленных преимуществ. Но в области науки таких проектов, не требующих дополнительных затрат и быстро осуществимых, не так уж и много!

Работы продумывались тщательно и очень заблаговременно: Мюрат думал, что у него в запасе много времени, но он сильно ошибался. Договорились выбрать молодого человека с намерением отправить его на стажировку за границу, чтобы затем доверить ему управление проектом. Выбор пал на Федерико Дзуккари, дворянина, преподававшего математическую географию в военном училище. Двадцатипятилетний преподаватель из Фрозиноне был направлен в миланскую обсерваторию Брера, где оставался в течение двух лет, чтобы совершенствоваться под руководством знаменитого астронома Барнабы Ориани, который был учеником самого Лагранжа. По своем возвращении в Неаполь Дзуккари занялся еще и оборудованием обсерватории Сан-Гаудиозо, думая установить на смотровой площадке монастыря некоторые инструменты, в действительности весьма скромные, приобретенные им в Брере: неаполитанца прямо-таки надул миланец, да еще и принадлежавший к религиозному ордену варнавитов! Однако ему пришлось отказаться от установки из-за неустойчивости грунта, а также из-за того, что огни и дымы города не давали вести наблюдения. В 1812 году было принято решение построить с нуля здание, спроектированное непосредственно в астрономических целях, – совершенно новый вариант для Италии, где главенствовало переоборудование уже имеющихся зданий, и начались поиски подходящего места. В конце концов Дзуккари выбрал холм недалеко от нового дворца Бурбонов в Каподимонте, который получил свое название от виллы XVI века, принадлежавшей маркизу Мирадуа, председателю Большого суда викария.

Здание обсерватории было спроектировано самим Дзуккари, а архитектор Стефано Гассе разработал рабочие чертежи. Это было грандиозное и монументальное сооружение, но совершенно не отличавшееся функциональностью – настолько, что в нем не были предусмотрены даже помещения для занятий и проживания астрономов. Работы, начатые в ноябре 1812 года, продолжались весьма неспешно и с избыточными расходами из-за нечистоплотности фирмы-подрядчика и неспособности Дзуккари управлять средствами. Тем временем после падения Наполеона и проведения предусмотренной Венским конгрессом реставрации вернулись Бурбоны и Фердинанд, теперь первый король обеих Сицилий, решил, что в рамках общего плана градостроительного переустройства столицы следовало бы возобновить работы над обсерваторией, которые, тем не менее, вновь были прерваны в 1816 году из-за нехватки средств. Наконец, в апреле следующего года в Неаполь прибыл отец Джузеппе Пиацци, приглашенный королем, чтобы выразить свое мнение относительно положения дел и дать рекомендации по дальнейшим действиям.

Суровый священнослужитель из ордена театинцев немедленно понял, что проект Дзуккари и Гассе нуждается прежде всего в рационализации и сокращении расходов, чтобы остались средства и на новые инструменты, а также, что более важно, в сотрудниках иного качества. «Больше нечего было бы и желать, если бы сооружение было спроектировано с большей простотой и заказано с большими удобствами, – откровенно писал он королю. – Не разрушая самую существенную часть из того, что сделано на настоящий момент, […] можно получить здание, более приспособленное для выполнения своего назначения, с меньшими расходами; […] и что по его завершении оно станет одним из самых замечательных украшений города», – закончил льстец.

Его план был одобрен, и работы возобновились с новым воодушевлением. Тем не менее Пиацци, должно быть, немало утомляла борьба с ориентацией местных специалистов исключительно на эстетическую сторону. «Обсерватория Неаполя, будет, безусловно, одной из самых красивых; но будет ли она первенствовать в удобстве для работы? – жаловался он своему другу Ориани. – Неаполитанцы убеждены, что помпезное и богатое здание, если его назвать астрономической обсерваторией, будет именно тем, что требуется науке». Наконец, в 1819 году комплекс обсерватории был торжественно открыт в присутствии старого короля, известного своим большим носом. На фронтоне и сегодня красуется надпись, сделанная по этому случаю, а в атриуме находится барельефработы Клаудио Монти, изображающий Бурбона, на которого возлагает венец Урания, муза астрономии, со следующей за ней Церерой, – восторженная апология правящей династии.

По окончании строительства в обсерватории Каподимонте началась исследовательская деятельность, финансируемая из средств короля и (жалкая, но нередкая деталь) частично за счет сельскохозяйственной продукции двух ферм, размещенных в парке обсерватории. Между тем Дзуккари настигла безвременная смерть, так что первым директором стал «приезжий», миланец Карло Бриоши, ученый столь же серьезный, сколь и отчаянный, которого Пиацци рекомендовал своему друг Ориани. С тех пор в череде света и теней минули два века, в течение которых в какие-то моменты Неаполитанская обсерватория занимала ведущее положение среди научных институтов всего мира.

Властелин колец

Гойя, которого преследовал ужас от потоков крови, пролитой на любимой им родине, изобразил Сатурна в виде безумца, пожирающего сына, с глазами одержимого, львиной гривой, а все части его тела будто бы стали соучастниками чудовищного преступления. Двумя веками ранее Рубенс изобразил ту же сцену с бо́льшим натурализмом, но с нескрываемой суровостью. Хотя их эмоциональные призывы различны, оба художника были вдохновлены греческим мифом о Кроносе, самом молодом из титанов. Рожденные от союза Неба и Земли (Урана и Геи), эти гиганты представляли собой древние божества, обладавшие большой силой, они правили Землей в золотой век, пока боги с Олимпа не организовали мир по-своему. Кронос, который был не бог весть каким отцом, серьезно отнесся к пророчеству о том, что один из его сыновей свергнет его, лишив власти. Предсказание весьма правдоподобное, особенно если вспомнить, как он сам поступил со своим отцом Ураном, у которого он оторвал мужское достоинство, чтобы занять отцовское место. Итак, он решил избавиться от потомства, пожрав его. Мера столь же ужасная, сколь и неэффективная, поскольку пророчества в мифах, как известно, все равно всегда исполняются. Случилось так, что во время неистового пира тогдашний владыка не заметил маневра, который его жена предприняла для спасения шестого ребенка, Зевса, спрятав его на острове Крит. Обладавшая мудрым материнским сердцем, Рея неплохо все организовала, вызвав безумие у жрецов Кибелы, чтобы они своими неистовыми песнями заглушали плач мальчика. С любовью воспитанный нимфами и вскормленный молоком козы Амалфеи с медом пчел с горы Иды Зевс вырос здоровым и сильным и в какой-то момент, как по сценарию, свел счеты со своим отцом, отняв у него все. Так, если верить древним грекам, началось правление богов с Олимпа – неисчерпаемый источник увлекательных, жестоких, страстных, несправедливых и божественно чувственных историй, из которых, помимо прочего, можно черпать названия для «блуждающих звезд» и значительной части созвездий, видимых в Северном полушарии.

Кроносу, которого римляне позднее отождествили со своим Сатурном, досталась самая медленная из известных тогда планет – это подчеркивало его величие и почтенный возраст. Если смотреть невооруженным глазом, это небесное тело не отличается от других: светлячок, блуждающий у границ сферы неподвижных звезд. Но, как оказалась, он скрывает многочисленные тайны. Первая и наиболее потрясающая была вскрыта Галилеем в июле 1610 года. Пизанец только-только произвел эпохальную сенсацию, опубликовав бестселлер со своими астрономическими открытиями. Не удовольствовавшись этим, он продолжил исследовать небо, когда ему представился благоприятный период, направив телескоп на Сатурн. Он был потрясен увиденным: «Сатурн представляет собой не одну звезду, а состоит из трех тел, которые почти касаются друг друга, не изменяют своего положения и не смещаются друг относительно друга». Он понял, что ничего не понял, но хотел принять меры предосторожности, загадочно рассказав о своем наблюдении Кеплеру. Через пятьдесят лет благодаря гению молодого голландца Христиана Гюйгенса и технологическому усовершенствованию телескопов трехтелый Сатурн превратился, наконец, в планету с кольцами.

Со смертью Галилея в его золотой клетке в Арчетри первенствующее место в науке, и не только в ней, ушло от итальянцев. В Италии остался лишь аромат ладана и «жалкая гордость за время, которое было»[3]3
  Цитата из произведения итальянского писателя-романтика Алессандро Мандзони. – Здесь и далее прим. переводчика.


[Закрыть]. Между 1671 и 1684 годами в Парижской обсерватории, где временами работал Гюйгенс, Джованни Доменико Кассини, провозвестник утечки мозгов, открыл сразу четыре спутника Сатурна, сопоставив их с открытыми Галилеем четырьмя спутниками Юпитера, которые тот назвал Медицейскими звездами. Кассини, которого Король-Солнце назначил управляющим своей обсерватории, также понял, что кольцо, представленное его голландским коллегой, на самом деле прерывается «делением». Эта борозда нарушала целостность структуры, что заставляло сомневаться, что речь может идти о прочном твердом теле.

Тем временем на становившейся все более точной карте Солнечной системы расстояние от Солнца до Сатурна было определено в 1,43 миллиарда километров, что в 9,5 раз больше расстояния от Солнца до Земли. Было сделано изображение этого далекого разреженного гиганта с радиусом в десять раз больше, чем у нашей планеты, с массой, рассчитанной на основании изучения орбит многочисленных лун и равной сотне масс Земли при плотности меньше, чем у воды: то есть, если его поместить в емкость соответствующих размеров, Сатурн поплыл бы! Итак, газообразное тело, состоящее на 75 процентов из водорода и на 25 процентов из гелия со следами воды, аммиака и метана, с твердым ядром из силикатов железа и льда, ограниченное глубоким небом в очень холодной среде из-за удаленности от центрального источника тепла. Мы увидим почему.

Фотон, покидающий фотосферу Солнца, полностью доставит свой заряд почти через полтора часа бешеного полета, обнаружив, однако, что остается все более одиноким. Товарищи, бывшие рядом с ним вначале, постепенно рассеиваются, содействуя геометрическому увеличению сферической волны. В результате цели того же размера на Сатурне достигает в сто раз меньше солнечной энергии, чем на нашей планете, а последствия заставляют… дрожать от холода. Таким образом, трудно представить развитие на этой планете какой бы то ни было формы жизни.

Дела могли бы идти несколько по-другому на некоторых из его лун. У Сатурна их целых 62, из них только 7 «размера XXL». Среди этого богатого и пестрого двора выделяется Титан, настолько большой, что он превосходит размерами Меркурий. Состоящий из камней и льда, это единственный во всей Солнечной системе спутник, у которого есть атмосфера. Ее основной компонент – азот (95 процентов), но немногих следов метана и этана достаточно для создания плотных систем облаков, создающих удушающий парниковый эффект. Тяжелая оболочка помешала исследовать его грунт даже при помощи космических зондов «Пионер 11», «Вояджер 1» и «Вояджер 2», которые с 1979 года пересекли систему Сатурна после долгого путешествия и при некоторой гравитационной поддержке Юпитера. Они и теперь пронзают полную тайн безграничную пустоту за историческими границами Солнечной системы. Чтобы лучше их рассмотреть, в июле 2004 года NASA и ESA приказали посадочному модулю «Гюйгенс», до тех пор своего рода паразиту зонда «Кассини», окунуться в густую атмосферу этой большой луны. Настоящее самоубийство, задуманное, чтобы мы могли рассмотреть при помощи электронных «глаз» и инструментов этого технологического камикадзе условия, схожие с теми, которые царили на юной. Уверенности на данный момент не удалось достигнуть, но осталось большое впечатление.

На самом деле другая луна кажется сегодня более интригующей. Она называется Энцелад в честь гиганта греческой мифологии, который родился из крови Урана, оплодотворившей Землю, когда этот бог был оскоплен своим сыном Кроносом. Гигант по имени, но не в жизни, ведь его диаметр составляет всего 500 километров – гораздо меньше, чем у нашей Луны. С тех пор как зонд «Кассини» исследовал Энцелад, несколько раз приближаясь к нему, этот маленький спутник не перестает возбуждать интерес планетологов. Под покрывающей его серебряной корочкой льда могла бы находиться вода в жидком состоянии. Огромный океан, тепло которого поддерживается за счет своего рода гравитационного массажа со стороны Сатурна и Дионы, еще одного спутника, с которым холодный, но талантливый карлик установил строгий орбитальный синхронизм. Гейзеры водяного пара, заснятые камерами «Кассини», кажутся столь соблазнительными доказательствами, что целая команда частных спонсоров заявила о своей готовности финансировать будущие экспедиции для поиска подземного моря и, возможно, жизни на Энцеладе.

Но вернемся к кольцам, которые позволяют Сатурну возглавить список «коронованных» планет Солнечной системы. Время от времени благодаря смене перспективы за счет движения по орбите вокруг Солнца они кажутся срезанными наблюдателю с Земли, вплоть до того что в какой-то момент ненадолго исчезают. Секрет этой магии таится в их невероятной плоскостности и в толщине, которая в среднем не превышает 10 метров при невероятной протяженности. Семь основных полос охватывают экватор планеты, начиная с высоты 6600 километров (это равно расстоянию от Рима до Нью-Йорка) до высоты 120 тысяч километров, то есть третья часть радиуса орбиты Луны. Из чего они сделаны? Ответ на этот вопрос угадал в середине девятнадцатого века, отозвавшись на объявление премии, студент Кембриджского университета, которого ждала славная карьера в науке. На самом деле Джеймс Кларк Максвелл поставил себе вопрос по-другому: как они должны быть сделаны, чтобы противостоять длительное время разрушительной приливообразующей силе, с которой воздействует на них планета? Ответ позволил ему получить премию. Кольца состоят из мириад крошечных твердых частиц, размер которых, как мы знаем благодаря космическим экспедициям, варьируется от тысячной доли миллиметра до одного метра, каждая из которых самостоятельно реагирует на гравитационное поле планеты. Но эти крошки силикатов и льда столь многочисленны, что приходится учитывать их собственное движение, усугубляемое гравитационным вмешательством лун Сатурна. Почти что небесные «сталкеры», они затрудняют движение по некоторым орбитам, создавая многочисленные разделения, но поддерживая единство и упорядоченное движение своего «стада». Особенно маленькие луны, орбиты которых проходят внутри колец или сразу за ними, за это их называют спутниками-пастухами.

Как появилась эта своеобразная структура? Мы не знаем, но, думается, она скорее могла возникнуть вследствие разрушения спутника, чем из остатков вещества после появления Сатурна более четырех миллиардов лет назад. На самом деле кольца представляют собой нестабильную конструкцию, которой суждено обрушиться на планету в течение нескольких миллионов лет. Всем, за исключением самой внешней и незначительной полосы, которая постоянно пополняется за счет криовулканической активности Энцелада.

Сатурн и его микрокосмос… Ледяной причал на границах Солнечной системы, где, несмотря на большую удаленность от Солнца, могли бы таиться благоприятные условия для зарождения и развития какой-то формы жизни. Планета носит имя божества, которое пожирает своих сыновей. Удивительное совпадение, если кольца и вправду являются результатом аналогичного жестокого пира. Древний свирепый голод вновь проявился в 2017 году, когда Сатурн поглотил зонд «Кассини», отправленный на пенсию космическими агентствами Европы и Америки после тринадцатилетних странствий в царстве властелина колец. Жестокая награда для верного и отважного слуги, обусловленная необходимостью предотвратить падение потенциально инфицированного объекта на один из «интересных» спутников, которое могло бы заразить возможную инопланетную жизнь. Надо признать, что люди, когда их не ослепляет власть и жадность и не парализует страх, тоже способны на определенную дальновидность!