Вулкан

Наверняка многие из вас при слове Вулкан вспомнили родную планету Спока из сериала «Звёздный путь». Джин Родденберри, создавший его ещё в 1960-х годах, выбрал название не случайно. Такая планета действительно существовала, по крайней мере в воображении астрономов XIX века, в частности Леверье.

После триумфального предсказания о существовании Нептуна звезда Леверье взошла на небосклоне науки, и в 1854 году его назначили директором Парижской обсерватории. Но никакая работа, никакие достижения не давали ему того чувства восторга, которое он испытал, чудесным образом найдя новый мир на окраине Солнечной системы. За это открытие монаршие особы искали его расположения, а научный мир и вовсе боготворил. Слава и преклонение вскружили ему голову, и он хотел получать их снова и снова. Если бы только он мог повторить свой успех, если бы ещё раз сумел сделать невероятное предсказание, которое поразит всё человечество. Для этого Леверье решил обратить своё внимание на внутреннюю, а не на внешнюю часть Солнечной системы.

Он задался амбициозной целью: полностью изучить орбиты Меркурия, Венеры, Земли и Марса. Если он сделает это, то, возможно, найдёт какую-нибудь аномалию, которая приведёт его к новому блестящему открытию.

Как я уже упоминал, на каждую планету действует не только сила притяжения Солнца, но и гравитация прочих планет. В результате такого влияния планета не вращается постоянно по одному и тому же пути. Вместо этого её эллиптическая орбита смещается с течением времени, заставляя планету двигаться по розетковидному маршруту. Из-за прецессии во время подхода к Солнцу на минимальное расстояние (перигелий) путь планеты плавно его огибает. Астрономы называют такую точку прецессией перигелия.[102]

В 1843 году, за три года до открытия Нептуна, Леверье впервые занялся четырьмя внутренними планетами Солнечной системы. Чтобы рассчитать орбиту каждой из них, он мучительно складывал значения гравитационного воздействия всех остальных планет Солнечной системы. К сожалению, его предположения не соответствовали наблюдениям. Леверье подозревал, что дело было в недостаточно точной информации о расстояниях и массах планет. Итак, через десять лет после своего триумфа с Нептуном он решил внести ясность в планетарную статистику.

В 1852 году самым точным средним значением расстояния от Земли до Солнца считались 95 миллионов миль[103]. К 1858 году Леверье уточнил эту цифру — 92,5 миллиона миль[104] (что лишь на половину процента отличается от результатов современных измерений). Ещё через год, вооружённый этим знанием, Леверье ещё раз принялся за расчёт планетарных орбит.

Это было долгое и утомительное предприятие, и, как и 16 лет назад, Леверье не удалось добиться успеха. Его расчёты не сходились с результатами наблюдений, полученными астрономами. Но Леверье верил в закон всемирного тяготения Ньютона и в собственную математическую интуицию, а потому продолжил расчёты. Ему всё ещё казалось, что дело в недостаточно точных данных относительно масс планет и расстояний между ними. Он попытался корректировать их по одному. Эта задача отняла у него очень много времени, но в конце концов его усилия принесли свои плоды. Нужно было внести лишь небольшое изменение, чуть увеличив массы Земли и Марса, и можно было точно рассчитать орбиты всех внутренних планет.

Всех, кроме одной.

Меркурий — самая близкая к Солнцу планета, а также самая маленькая в Солнечной системе. Даже луна Юпитера Ганимед превышает её по размеру.

Согласно расчётам Леверье, притяжение ближайшей к Меркурию планеты, Венеры, заставляет его перигелий приближаться к Солнцу примерно на 1/5000 длины его орбиты каждые 100 лет. Астрономы при описании подобного явления использовали бы ещё более непонятные термины. Они бы сказали, что Венера заставляет перигелий Меркурия сдвигаться на 280,6 угловой секунды в столетие (одна угловая секунда равна 1/60 угловой минуты, а угловая минута — 1/60 градуса). Леверье рассчитал, что притяжение газового гиганта Юпитера добавляет к этому ещё 152,6 угловой секунды в 100 лет, Земли — 83,6 угловой секунды, а оставшихся планет — всего 9,9 угловой секунды. Сложив все эти числа, Леверье получил значение для прецессии перигелия Меркурия — 526,7 угловой секунды за 100 лет.

Вот только это значение было неправильным. Тщательные наблюдения за Меркурием показали, что его перигелий сдвигается примерно на 565 секунд в столетие. Это означает отличие от расчётных значений, равное 38 угловым секундам (современное значение составляет 43 угловых секунды за 100 лет).

Расхождение было крошечным, но Леверье проводил достаточно точные расчёты, чтобы показать, что оно действительно существует. Каждые 100 лет прецессия перигелия Меркурия составляла на 38 угловых секунд больше необходимого. Иными словами, даже если бы все прочие планеты Солнечной системы покинули её и улетели в космос, то есть не оказывали бы никакого влияния на Меркурий, он всё равно двигался бы по своему розеточному пути, который повторяется примерно раз в три миллиона лет и который совершенно невозможно объяснить.

Леверье не верил своим глазам. Аномалия с Ураном повторялась! На Меркурий должно было действовать скрытое от человеческих глаз небесное тело, расположенное внутри орбит внутренних планет. Леверье пришлось собраться с духом, чтобы озвучить своё предположение. Возможно ли, что этим телом была новая планета?

Чтобы рассчитать её скорость, Леверье предположил, что она движется по орбите на полпути между Меркурием и Солнцем. Если её масса была примерно равна массе Меркурия, её воздействие как раз могло бы объяснить его необычную прецессию. На этом этапе тут же возник вопрос: почему такую большую планету ещё не заметили астрономы? Разумеется, рассмотреть её было бы сложно из-за солнечного света, но она должна была быть видна во время полных солнечных затмений, когда Луна полностью закрывает собой солнечный диск и становятся видны даже очень близкие к нему звёзды.

А если дело не в планете, в чём ещё оно могло бы быть? Леверье задумался, может ли странное поведение Меркурия объясняться воздействием группы астероидов, движущихся по орбите между ним и Солнцем. Если так, то некоторые из этих объектов могли быть достаточно большими, чтобы можно было увидеть их прохождение (транзит) по солнечному диску.

Удивительно, но проходящие таким образом объекты уже наблюдались ранее. Сельский врач из Франции по имени Эдмон Модест Лескарбо увлекался астрономией. Задумавшись о поясе астероидов между Марсом и Юпитером, открытом в начале XIX века, он решил выяснить, где ещё в Солнечной системе могут находиться подобные объекты.[105] Он уже видел Меркурий (чёрную точку на фоне Солнца) в свой рефракторный телескоп диаметром четыре дюйма[106], установленный в Оржер-ан-Бос, что примерно в 70 километрах от Парижа. Естественно было бы предположить, что, если между Меркурием и Солнцем имеются астероиды, их тоже можно рассмотреть подобным образом.

В субботу 26 марта 1858 года Лескарбо работал в своей клинике. У него появилось свободное время между приёмами, и он решил посвятить его наблюдениям за Солнцем. Чтобы не ослепнуть, он проецировал изображение солнечного диска на бумагу. На этой проекции его внимание привлекла крошечная чёрная точка, расположенная на самом краю Солнца. Разумеется, Лескарбо не терпелось увидеть её перемещение, но наступило время принимать следующего пациента. Когда астроном смог вернуться к своему телескопу, он с облегчением обнаружил, что точка никуда не делась. Лескарбо следил за ней до тех пор, пока она не скрылась за пределами солнечного диска. Он засёк время транзита — 1 час 17 минут 19 секунд. Именно такой скорости орбитального движения стоило ожидать от астероида во внутренней части Солнечной системы.

Поразительно, но Лескарбо никому не сообщил о своём открытии. Только через девять месяцев, прочитав статью Леверье о возможном существовании между Меркурием и Солнцем ещё одного объекта или объектов, он решился написать в Парижскую обсерваторию.

Леверье отнёсся к заявлениям доктора крайне скептически, но стремление повторить успех с Нептуном пересилило. Он вынужден был встретиться с коллегой. Тридцать первого декабря 1859 года Леверье сел на поезд из Парижа в Оржер-ан-Бос, даже не предупредив Лескарбо о своём приезде. Он ожидал увидеть провинциального любителя, но вместо этого обнаружил первоклассного учёного, создавшего высокоточные научные инструменты. Подробно расспросив Лескарбо о его наблюдениях, Леверье уверился в правдивости его слов.

Невероятно, но ему снова улыбнулась удача. Успех, пришедший к нему с открытием Нептуна, повторился. Он верно предсказал существование ещё одной планеты между Меркурием и Солнцем. Поистине он был богом среди людей.

Вернувшись в Париж, Леверье перевёл открытие Лескарбо на язык цифр. Если новая планета вращается вокруг Солнца по окружности, то она должна полностью проходить свою орбиту за 21 день. Соответственно, несколько раз в году можно наблюдать её транзит по солнечному диску.

Леверье объявил об открытии новой планеты, вызвав этим восхищение всего мира. К февралю 1860 года у неё появилось имя. Планеты называют именами древних богов, а кузнецом на горе Олимп, где они жили, был Вулкан. Это имя прекрасно подходило, ведь новую планету постоянно опалял солнечный жар. Итак, она стала Вулканом.

Другие астрономы, в частности специализировавшиеся на пятнах на Солнце, быстро заявили, что тоже наблюдали транзит Вулкана, но не распознали в нём планету.[107] Следующий случай увидеть её прохождение по солнечному диску должен был представиться между 29 марта и 7 апреля 1860 года. Астрономы в индийском Мадрасе и в Австралии (Сиднее и Мельбурне) внимательно наблюдали за Солнцем всё это время. Но ничего не произошло.

Шли годы. Некоторые учёные заявляли, что видели новую планету, но большинство других её не замечали. Кроме того, наблюдения свидетелей ни разу не подтверждались независимыми третьими лицами.

После полного солнечного затмения 7 августа 1869 года некоторые наблюдатели снова заявили, что видели Вулкан. К счастью, свидетелем этого события был и пионер космической фотографии Бенджамин Апторп Гулд из Берлингтона, штат Айова. Он сделал 42 снимка туманной белой «короны» вокруг Солнца, которая видна только во время полных затмений. Ни на одной из фотографий не было и следа новой планеты.

Решающий удар по открытию Леверье нанесло полное затмение 29 июля 1878 года. Множество астрономов на поездах железной дороги Union Pacific отправились на Средний Запад в город Роулингс, штат Вайоминг. Среди них были и величайшие наблюдатели того времени, в том числе Саймон Ньюком из Военно-морской обсерватории в Вашингтоне (к сожалению, история запомнит его в первую очередь как человека, провозгласившего, что предметы тяжелее воздуха не могут летать, прямо накануне первого полёта братьев Райт) и Норман Локьер, который 20 октября 1868 года, сидя в своём саду в лондонском пригороде Уимблдоне, открыл в составе Солнца гелий — первый элемент, который сначала обнаружили в космосе, а потом выявили на Земле. Даже знаменитый на весь мир изобретатель Томас Эдисон принял участие в этом предприятии.

Добравшись до Роулингса, учёные разбрелись по подходящим для наблюдения точкам и начали устанавливать свою аппаратуру. Небо было затянуто облаками, а глаза их постоянно слезились от пыли и песка, которые ветер швырял им в лицо. Тем не менее, несмотря на погоду и помехи в работе оборудования, многие из них увидели и даже сфотографировали затмение. Новую планету заметил только один.

Джеймс Крейг Уотсон, директор обсерватории Энн-Арбор в штате Мичиган, сообщил, что видел небольшой красноватый объект, вращавшийся вокруг Солнца внутри орбиты Меркурия. Новость немедленно облетела весь мир. Возможно ли, что через 20 лет после того, как Леверье предсказал существование новой планеты, она наконец-то явила себя людям?

Проблема состояла лишь в том, что никто больше её не заметил. Многие наблюдатели видели маленькое красное пятнышко, но опознали в нём тусклую звезду Тета Рака. Уотсон стоял на своём, даже когда уже было довольно очевидно, что его коллеги правы, а он ошибается. Он умер от болезни в 42 года в 1880 году и до самой кончины был уверен, что своими глазами видел Вулкан.

Расклад сил поменялся, и учёные пришли к мнению, что Вулкана не существует и никогда не существовало. Он оказался лишь фантазией, памятником человеческим заблуждениям, символом того, какой силой обладают желания. От Вулкана остались лишь полузабытые исторические сведения и имя планеты, на которой родился Спок.