15
Точность и современная астрофизика

Изготовление звездных карт образовало самостоятельный жанр; к XVII в. этот жанр отчетливо разветвился на два. Оба они многим обязаны древним перечислениям ярких звезд с указанием координат, как это делалось по традиции, заложенной Птолемеем и ас-Суфи, но если серьезно мыслящие астрономы были больше обеспокоены измеренными координатами, то перед приверженцами иллюстративных изображений созвездий открывался гораздо более широкий простор для деятельности. Тот же самый двойственный подход эксплуатировался издателями земных атласов, часто издававшихся в паре со звездными. К середине XIX в. профессиональные астрономы практически полностью отвергли иллюстративный аспект картографирования – можно назвать чудом то, что они столь долгое время заботились о нем. К концу столетия большинство из них потеряли интерес даже к производству очень больших печатных листов, которые начали выпускать немецкие обсерватории со всеми зарегистрированными положениями звезд, звездными величинами, названиями и другой информацией, должным образом наносимой на них. Период расцвета иллюстративных карт охватывает не более чем XVII, XVIII и половину XIX в., в ходе которых были произведены десятки вариантов, хотя большинство из них напрямую срисованы с очень незначительного числа образцов, превосходящих остальные.

Мы уже видели ранее, как аскетические карты Пикколомини из его «Книги неподвижных звезд» (De le stelle fisse, 1540) порвали с иллюстративной традицией, столь прекрасно представленной на печатных звездных картах Альбрехта Дюрера (1515) и работах, на первый взгляд, почти неотличимых от дюреровских – таких, как карты Апиана (1540) и Хонтера (1541). В 1588 г. Джованни Галлуччи последовал примеру Пикколомини наносить звезды поверх координатной сетки участка неба определенных размеров вместо того, чтобы покрывать все полушарие, хотя Галлуччи использовал, где это было возможно, координаты звезд Коперника и добавил к своим звездам грубо сделанные рисунки созвездий. Иллюстративные элементы – это то, что привлекает взгляд непритязательного ценителя качества изготовления карт, но под артистической завесой могут скрываться важные вещи. В 1603 г. Иоганн Байер, взявший положения звезд из каталога своего современника Тихо Браге, опубликованного в 1602 г., выпустил первый звездный атлас, отпечатанный с гравированных медных пластин, а не деревянных досок. Его «Uranometria, omnium asterismorum contiens schemata», изданная в Аугсбурге, оповещала на титульном листе, что она содержит изображения всех астеризмов (созвездий). Пластины были проработаны с чрезвычайной точностью и мастерством Александром Майером, баварским художником, активно работавшим в Ландсхуте (см. пример одного из изображений на ил. 182).

В атласе Байера было не менее пятидесяти одной звездной карты – по одной на каждое из сорока восьми традиционных созвездий Птолемея, две планисферы, мало отличающиеся от планисфер Дюрера, и карта только что открытого южного неба. Она содержала двенадцать не изображавшихся ранее созвездий, включая Феникс, Тукан, Павлин и Райская Птица. Здесь Байеру пришлось работать с не слишком точными данными, которые он взял из работы североголландского мореплавателя Питера Дирксона Кейзера, известного также как Петрус Теодори.

Разительно новым в работе Байера стала реформа метода обозначения звезд. Помечая звезды, видимые невооруженным глазом, он присваивал каждой звезде в созвездии букву греческого алфавита, обычно в порядке убывания блеска, используя в том случае, когда это было необходимо, латинские буквы после греческих. Он не ограничился только картографированием неба, и приложил чрезвычайно важные перечни и комментарии, чтобы облегчить задачу перекрестной сверки с классическими каталогами, многие элементы которых он аккуратно исправил (ил. 183). Его звездная номенклатура (в немного расширенной трактовке) используется по сей день. «Uranometria» установила стандарт для звездных атласов на два и более столетия вперед. Конечно, точность не могла быть определена на глаз, но при тщательной проверке выяснилось, что и в этом отношении его работа совершила тихую революцию. Один из величайших авторитетов середины XIX в. в вопросе точного положения звезд, боннский астроном Аргеландер посчитал точность Байера достаточной для того, чтобы опубликовать тщательное пошаговое изучение относительного положения звезд, сделанное на основе его атласа.

Наиболее известным из тех, которые продавались главным образом из‐за их иллюстративного содержания, был атлас школьного учителя Андреаса Целлария. Он родился в Нойхаузене, недалеко от Вормса, и сначала носил имя Келлер; похоже, что Целларием он стал после нескольких лет путешествий по Восточной Европе, после чего он обосновался в Голландии, где в итоге (в 1637 г., в возрасте около 41 года) получил должность ректора школы в Хорне, к северу от Амстердама. Похоже, что это было малообещающим началом для человека, чье красочное небесное воображение является сегодня, пожалуй, наиболее часто воспроизводимым в книжках с картинками и журналах, на открытках и прочих подобных вещах, где точное значение не является обязательным. Целларий писал об истории Польши и о военных машинах, но наиболее известной его работой несомненно является написанная в Хорне и снабженная подзаголовком «Atlas coelestis». Вряд ли бы он обрадовался, если бы узнал, что его «Гармония Макрокосмоса» (основное название – «Harmonia Macrocosmica») будет воспринята не более как книжка с картинками. Будучи опубликованной в 1660 г. относительно небольшим тиражом, она быстро распродалась, и ее переиздали в 1661 г. гораздо более массовым тиражом. Его амстердамский издатель Ян Янсон рассчитывал на приложение к обычному изготовляемому им атласу, и почти не интересовался комментарием, написанным на латинском языке, который Целларий добавил к своим гравюрам в надежде, что когда-нибудь его «Гармония» послужит историческим разделом большого двухтомного трактата по космографии. Он так и не закончил его. Когда гравюры перепечатали в Амстердаме в 1708 г., латинский комментарий был отброшен. Это достаточно показательный факт, демонстрирующий, что представляло наибольшую ценность в глазах его аудитории.

Изначально цель «Гармонии» заключалась в разъяснении с помощью описания простейших версий основных планетных теорий с приложением их к астрологии. Он иллюстрировал сферу звезд посредством нескольких роскошно гравированных полусфер, северной и южной, в соответствии с «древней традицией» (хотя в нее включили новые созвездия Тукан, Павлин и Райская Птица на южном небе) и христианизированным небом, поделенным на восточную и западную половины. Для изображения последнего он с большим старанием следовал примеру аугсбургского юриста Юлиуса Шиллера, христианизированный атлас которого вышел в свет в 1627 г. Шиллер утверждал, что вдохновился на это предприятие, познакомившись с изданием избранных работ Беды Достопочтенного. Судя по продажам, он, похоже, составил неправильное мнение о своей публике, чего определенно нельзя сказать об издателе Целлария. Его работа оказалась необычайно полезной для школьных классов, хотя лишь немногие школы были достаточно хорошо обеспечены, чтобы приобрести ее. Пример его версии христианизированного неба приведен на ил. 184.

После того как Целларий указал этот путь, многие последовали его примеру – Иоганн Доппельмайер был одним из последних, кто заслуживает особого внимания (1729), но мода на подобное роскошество длилась не долго. Гораздо более пышно эта мода проявила себя в сходной практике изготовления глобусов, но не всякий богач мог позволить себе такое великолепие. Непревзойденным мастером в этом ремесле был венецианец Винченцо Коронелли. В его огромных творениях, превосходящих по размеру человеческий рост, использовались отдельно отпечатанные меридианные секторы, которые раскрашивались только после наложения их на глобус. В принципе, его глобусы могли служить полезным источником для проведения занятий, а также измерений, но возникает подозрение, что обилие текстовой информации на их шикарно проработанных поверхностях редко прочитывалось.

Конечно, картографирование неба продолжало содержать и более серьезные аспекты. Классификация, равно как и точность, рассматривалась в качестве вопроса, имеющего первостепенное значение. Едва лишь наступил XVII в., астрономы начали вводить новые созвездия, одни из которых относились к южному небу, а другие – к восхвалению патронов теми, кто, вероятно, желал привлечь к себе их внимание. От Якоба Барча, зятя Кеплера, нам достались Жираф, Голубь, Единорог; а от Гевелия – Рысь, Лиса, Гончие Псы и Щит Собеского. Ян Собеский был его патроном, избранным монархом Польши, снискавшим общеевропейскую славу тем, что обратил в бегство турок Османской империи во время осады ими Вены в 1683 г. Предпринимались и другие подобные попытки вознести патронов на небеса в надежде на земное вознаграждение, однако заручиться согласием на это астрономов из других стран было столь же сложно, как найти местное покровительство, и все эти попытки оказались в целом безрезультатными. Некоторые астрономы ограничились переименованием существующих созвездий. Например, Вильгельм Шиккард использовал библейские имена – Персей стал Давидом, Дракон предстал в виде демона Апокалипсиса и т. д. Юлиус Шиллер внедрил интересный вариант, причислив северные созвездия к Новому Завету, а южные – к Ветхому, последовав, как мы уже видели, примеру Целлария. В долгосрочной перспективе эти практики ни на что особенно не повлияли.

Совершенно иной случай представляет «Уранография» Яна Гевелия (1690) и «Atlas Coelestis» Джона Флемстида (1729, опубликован посмертно). Работа Гевелия была основана на каталоге (число звезд в нем превышало 1500) более обширном и точном, чем каталог Тихо, что сделало прилагающийся к нему атлас главным конкурентом атласа Байера. Этот атлас – чудо мастерства, содержащее пятьдесят шесть прекрасно гравированных карт, каждая из которых занимала целый разворот. Он был необычен в одном отношении: Гевелий выбрал способ изображения созвездий так, как они представлены на глобусе, а не на небе. Он добавил одиннадцать новых созвездий, включая семь, признанных и по сей день: Щит Собеского, Гончие Псы, Малый Лев, Рысь, Секстант, Ящерица и Лисичка с Гусем. Пример этой работы изображен на ил. 185, сравните его с рисунком Флемстида (ил. 186), изображенным рядом. Как и Байер, Гевелий включил южные созвездия. После путешествия Эдмонда Галлея в Южную Атлантику к острову Святой Елены в 1676 г., в результате которого в 1679 г. был составлен каталог положений 341 южной звезды, Гевелий мог использовать этот очень ценный источник. Галлей часто переписывался с Гевелием, он, напомним, посещал его в Данциге.

Не удивительно, что атласы, появившиеся в следующие пятьдесят лет, демонстрировали следы влияния Гевелия в том или ином аспекте; в качестве примера можно указать на работы Иоганна Роста (1723), Корбиниануса Томаса (1730), Кристофа Землера (1731) и Иоганна Доппельмайера (1742). Хотя вряд ли можно сомневаться, что большинство покупателей этих роскошных и дорогих томов интересовались скорее художественным великолепием, чем строгостью данных, точный атлас мог содержать в себе скрытые сокровища, и не было возможности заранее догадаться о том, в чем, собственно, они состояли. По всей видимости, одним из крупных шагов вперед в ходе этого периода, не зависящим от вкусов дилетантов, стало издание работы Флемстида. Он умер за десять лет до того, как она вышла в свет. Его долгосрочная программа наблюдений звезд началась вскоре после его назначения в Королевскую обсерваторию в Гринвиче в 1676 г. До 1689 г. он произвел около двадцати тысяч наблюдений с точностью порядка десяти секунд дуги, используя семифутовый секстант, подаренный ему сэром Джонасом Муром. Все эти наблюдения представляли собой измерения относительных (не абсолютных) расстояний, и до смерти своего отца он не имел возможности потратить часть своего наследства на приобретение большого стенного сектора для обеспечения полученных ранее данных точками отсчета. Начиная с 1689 г., Флемстид использовал для определения интервалов времени между заданными измерениями положений Солнца и звезд пару великолепных часов, также подаренных ему Муром; это позволило ему задать положение сорока опорных звезд. С их помощью он рассчитал точные координаты 3000 звезд, включенных в законченный каталог, в котором использовались прежние измерения, сделанные секстантом.

Мы уже видели, как ссора Флемстида с Ньютоном и Галлеем задержала публикацию полученных им результатов и как его трехтомная «Historia coelestis Britannica» вышла в свет только в 1725 г., спустя шесть лет после его смерти, и как его «Atlas coelestis» пришлось дожидаться до 1729 г. Ситуация улучшилась в течение последних лет жизни ученого. У него была верная жена и хорошие друзья, один из которых, сэр Джеймс Торнхилл, широко известный художник, человек, чья роспись потолка в нижнем зале Королевского военно-морского госпиталя в Гринвиче являлась доказательством этой дружбы. Он нарисовал портреты Тихо, Коперника и Флемстида вместе с его ассистентом Томасом Уэстоном и стенным инструментом Флемстида, а также со схемой полного солнечного затмения 1715 г. В противоположность этому, Ньютон был изображен здесь в образе античного философа, держащего в руках математические диаграммы. Торнхилл принимал деятельное участие в оказании помощи Маргарет Флемстид при подготовке атласа, приготовляя некоторые из его прекрасных гравюр и координируя работу других граверов. Пример одного из созвездий изображен на ил. 187. Несколько карт были уже подготовлены в 1703 г. Томасом Уэстоном и украшены художником Паулем ван Сомером (не путать с гораздо более известным яковианским художником с таким же именем).

Как и все его солидные предшественники XVII в., Флемстид выбрал греческую систему обозначений Байера. В основе его атласа лежал значительно более полный звездный каталог по сравнению со всем изданным на тот момент, но как и во всех подобных работах, огромные усилия, скрывающиеся за каждой из итоговых координат, оставались спрятанными от взгляда. За весьма редкими исключениями, те, кто оформлял ранние звездные атласы, просто копировали координаты из наиболее доступных перечней. Секрет качества Флемстида скрывался не только в произведенных им бесчисленных расчетах, но и в том факте, что начиная с 1696 г. он нанимал вычислителей, работавших на него в Дербишире и в Гринвиче, и если возникала ошибка, она выявлялась при сравнении полученных результатов. Вскоре после этого независимые вычисления стали частью общепринятой практики, и в течение всего оставшегося столетия две посмертные работы Флемстида задавали стандарт для тех, кто шел по его следам. Особенно важным стало его признание ведущими французскими астрономами. Существовало два новых французских издания, опубликованных в 1776 и 1795 гг. – второе из них было представлено так, как будто оно третье. Наибольшую славу на этом заработали Жозеф Жером де Лаланд и Пьер Мешен. Они добавили туманности Мессье и пять новых созвездий, например Телескоп Гершеля, располагающееся между головой Ориона и рогами Тельца. Пример их трактовки другого созвездия (Геркулес), у которого было в запасе несколько свободных звезд, можно увидеть на ил. 188.

Атласы Байера и Гевелия, и даже более полный атлас Флемстида, показывали только звезды, видимые невооруженным глазом. «Уранография» Иоганна Элерта Боде, изданная в 1801 г., продвинулась еще на один шаг; этот гигантский атлас обозначил некоторое смещение акцентов. В нем еще присутствовал художественный элемент (конечно же, в обновленном и пересмотренном виде), но дни его были уже сочтены. Не существовало никакого резона помечать невидимые звезды на красивой картинке. Для сравнения образцов рисунков, взятых из его атласа и атласа Флемстида, взгляните на ил. 189. Что касается содержания атласа Боде, который, несомненно, являлся самым большим звездным атласом из опубликованных в нарочито традиционной форме, он содержал положения более чем 17 000 звезд и 2500 туманностей, открытых и каталогизированных Уильямом Гершелем. Боде был преисполнен решимости не допустить ни единого упущения. Он включил практически все созвездия, когда-либо существовавшие в Западном мире, почти все пустые места традиционного неба заполнил довольно забавным образом. Это, например, созвездия Арфа Георга, Бранденбургский Скипетр, Резец Скульптора, Часы, Химический Аппарат, Электрическая Машина и Мастерская Скульптора, мы перечислили только семь наименований, взятых с одного листа. Работа Боде стала одной из первых, где использовались границы созвездий, которые, наряду с названиями, были должным образом стандартизированы, хотя и не без модификаций, существенно улучшенных в «Uranometria Nova» Фридриха Аргеландера (1843) и «Uranometria Argentina» Бенджамина А. Гулда (1877–1879).

Со временем астрономы начали утрачивать интерес к этому старому стилю атлас-плюс-каталог. Спецификация гораздо более слабых звезд нуждалась в новых условных обозначениях. В 1930 г. Международный астрономический союз сформировал четкий и удобный в пользовании список из 88 созвездий. Его прямолинейные границы между созвездиями более или менее сохраняют традиционный порядок звезд, видимых невооруженным глазом. Однако до этого многие астрономы уже не обращали внимания на названия созвездий, звезды просто перечислялись посредством указания прямого восхождения и склонения или какого-либо другого признака. В каталогах двойных и переменных звезд присутствовали свои обозначения. Узнай Птолемей о том, что наступит день, когда число опубликованных каталогов превысит число звезд, перечисленных в его собственном списке, он был бы ошеломлен.