Становление классической космологии и космогонии

Основателем классической космологии считается Николай Коперник, четко сформулировавший в своей книге «О вращении небесных сфер» гелиоцентрическую модель Вселенной. В этой модели он поместил Солнце в центр Вселенной и низвел Землю до положения рядовой планеты Солнечной системы. Ему впервые удалось установить не только последовательность, но и численные значения расстояний всех пяти известных планет от Солнца, принимая за единицу расстояние от Солнца до Земли.

Конечно, он был весьма далек от правильного понимания устройства мира. Так, по его убеждению, за орбитами пяти известных в то время планет располагалась сфера неподвижных звезд. Звезды на этой сфере считались равноудаленными от Солнца, природа их была неясной. Коперник не видел в них тел, подобных Солнцу. Будучи служителем церкви, он склонялся к мнению, что за сферой неподвижных звезд находится «эмпирей», или «жилище блаженных» – обитель сверхъестественных тел и существ.

В одном Коперник был твердо уверен – радиус сферы неподвижных звезд должен быть очень велик. Иначе было бы трудно объяснить, почему с движущейся вокруг Солнца Земли звезды кажутся неподвижными.

Поставьте перед лицом указательный палец и посмотрите на него попеременно то левым, то правым глазом – палец будет смещаться на фоне более далеких предметов, например стены. Такое кажущееся смещение предмета при изменении позиции наблюдателя называется параллактическим смещением. Расстояние между крайними точками наблюдения называется базисом. Чем больше базис, тем больше и параллактическое смещение. Чем дальше от нас наблюдаемый предмет, тем меньше параллактическое смещение. Отодвиньте палец от лица, и вы легко в этом убедитесь.

Хотя расстояние от Земли до Солнца во времена Коперника в точности не было известно, но многие косвенные факты давали ученым основания предполагать, что оно очень велико. Казалось бы, при этом звезды должны описывать на небе маленькие окружности – своеобразное отражение действительного обращения Земли вокруг Солнца. Но такие параллактические смещения звезд явно отсутствовали, из чего Коперник и сделал вывод о колоссальных размерах сферы неподвижных звезд.

Вселенная, по Копернику, – это мир в скорлупе, представляющий собой гигантскую сферу. В этом ученый был солидарен с Аристотелем, также говорившем о конечности и сферичности мира. Заметно в модели Коперника и влияние средневекового мировоззрения. Но прошло всего несколько десятилетий, и Джордано Бруно разбил коперниканскую «скорлупу» неподвижных звезд.

Бруно считал звезды далекими солнцами, согревающими свои планетные системы. Также ученый считал глупцом того, кто мог думать, что эти могучие мировые системы, находящиеся в беспредельном пространстве, лишены живых существ. Так прозвучала беспредельно смелая по тем временам мысль о пространственной бесконечности Вселенной. Бруно считал, что Вселенная бесконечна, что существует бесконечное множество миров, подобных миру Земли. Таким образом, именно Бруно первым в Новое время предложил полицентрическую модель Вселенной.

Прошло всего десятилетие, и Галилео Галилей в изобретенный им телескоп увидел в небе то, что до сих пор оставалось скрытым для невооруженного глаза. Горы на Луне наглядно доказывали, что она – мир, похожий на Землю. Спутники Юпитера, кружащие вокруг него, походили на наглядное подобие Солнечной системы. Смена фаз Венеры не оставляла сомнений в том, что эта освещенная Солнцем планета действительно обращается вокруг него. Наконец, множество невидимых глазом звезд, составляющих Млечный путь, подтверждало учение Бруно о бесчисленных солнцах и землях. Вместо идеальных эфирных тел Галилей увидел небесные тела, похожие на Землю, и это сходство земного и небесного заставляло постепенно отказаться от ошибочного представления о Солнце как о центре всего мироздания.

Современник и друг Галилея Иоганн Кеплер уточнил законы движения планет, а великий Исаак Ньютон доказал, что все тела во Вселенной, независимо от размеров, химического состава, строения и других свойств, взаимно тяготеют друг к другу. Космология Ньютона вместе с успехами астрономии XVIII–XIX вв. определила то мировоззрение, которое называют классическим. Полицентрическая картина мира стала итогом начального этапа развития научной космологии.

Эта классическая полицентрическая модель достаточно проста и понятна. Вселенная считается бесконечной в пространстве и во времени, иными словами, вечной. Основным законом, управляющим движением и развитием небесных тел, является закон всемирного тяготения. Пространство никак не связано с находящимися в нем телами, играя пассивную роль вместилища для этих тел. Время также не зависит от материи, являясь универсальной длительностью всех природных явлений и тел. Исчезни вдруг все эти тела, пространство и время сохранились бы неизменными. Количество звезд, планет и звездных систем во Вселенной бесконечно велико. Каждое небесное тело проходит длительный жизненный путь. И на смену погибшим, точнее, погасшим звездам вспыхивают новые, молодые светила. Хотя детали возникновения и гибели небесных тел оставались неясными, в основном эта модель казалась стройной и логически непротиворечивой. В таком виде она просуществовала в науке вплоть до начала XX века.

Бесконечности Вселенной в пространстве гармонично соответствовала ее вечность во времени. Ныне, миллиард лет назад, миллиарды лет в будущем она останется в сущности одной и той же. Неизменность Космоса как бы подчеркивала бренность, непостоянство всего земного.

Но в модели Вселенной Ньютона было несколько недостатков. Закон всемирного тяготения объяснял центростремительное ускорение планет, но не говорил, откуда взялось стремление планет, а также любых материальных тел двигаться равномерно и прямолинейно. Для объяснения инерциального движения Ньютону пришлось допустить существование божественного «первотолчка», приведшего в движение все материальные тела. Кроме того, для коррекции орбит космических тел он также допускал вмешательство Бога. Таким образом, Ньютон отдал космологию и космогонию на откуп теологии, отказавшись от научного объяснения происхождения Вселенной.