Изложение системы мира - Лаплас Пьер Симон - Страница 26

Глава II О ДВИЖЕНИИ ЗЕМЛИ ВОКРУГ СОЛНЦА

Поскольку суточное вращение неба есть не что иное, как иллюзия, являющаяся результатом вращения Земли, естественно думать, что годичное обращение Солнца, уносящего с собой все планеты, точно так же есть только иллюзия, возникающая из-за перемещения Земли вокруг Солнца. Следующие соображения не оставляют в этом никакого сомнения.

Массы Солнца и многих планет значительно больше массы Земли. Поэтому гораздо проще предположить её вращение вокруг Солнца, чем движение вокруг неё всей солнечной системы. Какие сложности в небесных движениях влечёт за собой неподвижность Земли! Какие быстрые движения надо тогда предположить у Юпитера, у Сатурна, почти в десять раз больше удалённого, чем Солнце, у ещё более удалённой планеты Уран, чтобы заставить их каждый год обращаться вокруг нас, тогда как они движутся вокруг Солнца. Эта сложность и эти огромные скорости движений исчезают, если принять мысль о поступательном движении Земли, движении, согласном с общим законом, по которому малые небесные тела обращаются вокруг соседних с ними больших тел.

Аналогия Земли с другими планетами подтверждает это движение. Подобно Юпитеру, она вращается вокруг себя и сопровождается спутником. Наблюдатель на поверхности Юпитера считал бы, что солнечная система вращается вокруг него, и размеры этой планеты делали бы эту иллюзию менее неправдоподобной, чем для Земли. Не естественно ли думать, что движение этой системы вокруг нас также является только кажущимся?

Перенесёмся мысленно на поверхность Солнца и оттуда рассмотрим Землю и планеты. Все эти тела покажутся нам двигающимися с запада на восток, и уже это единообразие направлений есть указание на движение Земли. Но что с очевидностью на него указывает, это закон, связывающий время обращения планет с их расстоянием до Солнца. Они движутся вокруг него тем медленнее, чем дальше от него отстоят, так что квадраты времён их обращения вокруг Солнца относятся между собой как кубы их средних расстояний до него. Следуя этому замечательному закону, продолжительность обращения Земли вокруг Солнца, если предположить, что она движется вокруг него, должна быть в точности равна звёздному году. Не является ли это неопровержимым доказательством того, что Земля движется, как и все планеты, и что она подчиняется тому же закону? К тому же не странно ли предполагать, что земной шар, едва различимый с Солнца, стоит неподвижно среди планет, движущихся вокруг этого светила, которое в свою очередь вместе со всеми этими планетами движется вокруг Земли? Не должна ли сила, которая для удержания планет в своих орбитах уравновешивает их центробежную силу, равным образом воздействовать на Землю, и не следует ли, чтобы Земля противопоставляла этому воздействию такую же центробежную силу? Таким образом, рассмотрение планетных движений, видимых с Солнца, не оставляет никаких сомнений в действительном движении Земли. Но наблюдатель, находящийся на ней, имеет, сверх того, ещё одно веское доказательство этого движения в явлении аберрации, которое есть его необходимое следствие, что мы сейчас изложим.

В конце прошлого века Рёмер обратил внимание на то, что затмения спутников Юпитера происходят раньше во время противостояний этой планеты и позже при её соединениях. Это заставило его предположить, что свет, распространяющийся от этих светил, доходит до Земли не мгновенно, а затрачивает некоторое ощутимое время, чтобы пересечь орбиту Солнца. В самом деле, Юпитер находится к нам ближе во время противостояний, чем во время соединений, на величину диаметра солнечной орбиты; в первом случае затмения должны происходить для нас раньше, чем во втором, на время, затрачиваемое светом для пересечения солнечной орбиты. Закон запаздывания этих затмений так точно отвечает этой гипотезе, что от неё невозможно отказаться. В результате получено, что свет затрачивает 571 с [493s], чтобы пройти от Солнца до Земли.18

Неподвижный наблюдатель увидел бы светила в направлении их лучей. Но этого не произойдёт, если предположить, что он движется вместе с Землёй. Чтобы свести это к случаю неподвижного наблюдателя, достаточно перенести на светила их свет и на самого наблюдателя его собственное движение, но в противоположном направлении, что не изменит видимого положения светил, так как в силу общего закона оптики, если сообщить всем телам некоторой системы общее движение, не произойдёт никакого изменения их видимых положений. Теперь представим себе, что в момент, когда луч входит в земную атмосферу, ему сообщают, как воздуху и Земле, движение, равное, но противоположное движению наблюдателя, и посмотрим, какие явления это движение должно произвести в видимом положении светила, от которого исходит этот световой луч. Здесь можно не учитывать перемещение, вызванное вращательным движением Земли, которое даже на экваторе почти в 60 раз меньше, чем движение Земли вокруг Солнца. Можно также без ощутимой ошибки предположить, что все световые лучи, посылаемые к нам каждой точкой поверхности диска светила, параллельны друг другу и лучу, который соединял бы центр светила и центр Земли, если бы она была прозрачной. Тогда явления, которые мог бы увидеть наблюдатель, помещённый в этот последний центр, и которые зависят от сочетания движений света и Земли, были бы почти одинаковыми для всех наблюдателей, расположенных по поверхности Земли. Наконец, мы отвлечёмся здесь от небольшого эксцентриситета земной орбиты. При принятых условиях в промежутке 571 с [493s], который затрачивается светом на то, чтобы пройти радиус земной орбиты, Земля описывает на этой орбите небольшую дугу, равную 62,сс5 [20."2]. Из законов сложения движений следует, что если вообразить небольшую окружность, проведённую через центр звезды параллельно эклиптике с диаметром, измеряемым на небе дугой в 125сс [40."5], направление луча света, сложенное с движением Земли, взятым в обратном направлении, встречает эту окружность в точке, где она пересекается плоскостью, проведённой через центры звезды и Земли по касательной к земной орбите. Поэтому звезда должна казаться движущейся по этой окружности и описывать её каждый год так, что она постоянно на 100g [90°] отстаёт от Солнца на его видимой орбите.

Это явление тождественно описанному нами в XIII главе первой книги изложению наблюдений Брадлея, которому мы обязаны этим открытием и объяснением его причины. Чтобы отнести звёзды к их истинным положениям, достаточно поместить их в центр малой окружности, которую, как нам кажется, они описывают. Итак, их годичное движение — не что иное, как иллюзия, производимая сочетанием движений света и Земли. Его соотношение с положением Солнца уже могло бы привести к предположению, что это годичное движение лишь кажущееся, но предыдущее объяснение наглядно демонстрирует движение Земли вокруг Солнца, так же как увеличение градусов и силы тяжести при переходе от экватора к полюсам делает ощутимым её вращательное движение.

Аберрация света искажает положения Солнца, планет, спутников и комет, по различным образом, в зависимости от особенностей их движений. Чтобы исключить эти искажения и получить истинные положения светил, приложим в каждый момент к каждому телу движение, равное по величине движению Земли, но противоположное по направлению; Земля тогда станет неподвижной. Как мы уже говорили, это не изменит ни взаимного расположения светил, ни их видимых положений. Итак, ясно, что светило, в момент, когда мы его наблюдаем, уже не находится в направлении светового луча, пришедшего от него к нам. Оно уже удалилось вследствие своего собственного движения в сочетании с движением Земли, которое мы переносим на него в обратном направлении. Сочетание этих двух движений, наблюдаемых с Земли, образует видимое движение, называемое геоцентрическим движением. Поэтому истинное положение небесного светила можно получить, прибавив к его наблюдённой геоцентрической широте и долготе его геоцентрическое движение по широте и долготе за промежуток времени, затрачиваемый светом, чтобы дойти от светила до Земли. Так, центр Солнца нам всегда кажется отстающим на своей орбите на 62.сс5 [20."2] по сравнению с его положением, которое наблюдалось бы, если бы свет распространялся мгновенно.