Top

ПЛАНЕТА ЛЕВЕРЬЕ

Это открытие – весом в 103 секстиллиона тонн – считают самым большим предсказанным открытием 19 века. Ещё его называют английской трагедией, но гораздо чаще — англо-французским детективом, главная сюжетная интрига которого: кто же все-таки открыл третью по величине планету Солнечной системы.

ЖИЗНЬ ЗАМЕЧАТЕЛЬНЫХ ИДЕЙ: ПЛАНЕТА ЛЕВЕРЬЕ

Открытие.  

Берлин, 23 сентября 1846 г.

Утром 23 сентября 1846 года немецкий астроном Иоганн Галле получил письмо от своего французского коллеги Урбена Леверье с просьбой поискать на определенном участке неба неизвестную планету, которая находится за Ураном. Леверье вычислил координаты этой планеты и траекторию ее движения, но не смог подтвердить свое открытие на практике, поскольку не имел доступа к телескопу Парижской обсерватории.

Иоганн Галле хоть и работал в Берлинской обсерватории ассистентом директора, однако тоже не имел возможности проводить незапланированные наблюдения.

По счастливой случайности именно в этот день – 23 сентября – директор Берлинской обсерватории, придворный астроном прусского короля Иоганн Энке отмечал свое 55-летие. Он был в очень благостном расположении духа и поэтому с легкостью разрешил Иоганну Галле попользоваться телескопом в личных целях.

Помогать Галле в поисках вызвался живший при обсерватории немецкий студент Генрих д’Арре. И это было второй счастливой случайностью.

Как только стемнело, Галле навел телескоп на тот участок неба, который был указан в письме Леверье, и начал искать некий объект, который должен отличаться от звезд наличием заметного диска, однако ничего не обнаружил. А раз сходу поймать планету не удалось, значит, теперь предстояла долгая и тщательная работа по ее выслеживанию.

Но тут студенту-помощнику пришла в голову счастливая мысль сверить видимые в телескопе объекты с подробной картой звездного неба. Эти карты  различных участков неба как раз и готовила Берлинская обсерватория для всех астрономов Европы.  Галле и д’Арре отправились рыться в шкафах и – еще одно везение! – тут же обнаружили нужную карту.

Галле и д’Арре вернулись к телескопу и начали сверку. Галле называл координаты каждого объекта, д’Арре сличал их с картой. Полчаса спустя они обнаружили на небе звезду, которой не было карте. Тридцать минут на подтверждение открытия – это даже не счастливая случайность, это фантастическое везение. Кстати, координаты этой звезды всего лишь на один градус отличались от координат, присланных Леверье.

В начале первого ночи Генрих д’Арре побежал домой к директору Энке и сообщил ему эту новость. Неизвестно, вытащил он Энке из-за праздничного стола или уже из постели, но через полчаса директор уже был в своей обсерватории и любовался в телескоп на новую планету.

Следующую ночь берлинские астрономы вновь провели в обсерватории, нужно было убедиться, что обнаруженный ими объект — планета, а не звезда. И только 25 сентября в Париж к Леверье полетели письма. Одно от Энке – с поздравлениями. Второе от Галле – об открытии.

 «Планета, которую вы предсказали, действительно существует!» Из письма Галле Леверье  от 25 сентября 1846 года

Справка: Солнечная система состоит из центральной звезды – Солнца и восьми планет, имеющих почти круговые орбиты. Четыре меньшие планеты называют внутренними планетами земной группы. Это Меркурий, Венера, Земля и Марс. В основном они состоят из силикатов и металлов. Четыре внешние планеты – Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун – это газовые гиганты, в значительной степени состоящие из водорода и гелия. Невооруженным глазом с Земли можно наблюдать все планеты, кроме Урана и Нептуна.

Скандал.

Лондон, 3 октября 1846 г.

Скандал разразился через десять дней после открытия новой планеты. Оказалось, что планету, предсказанную Леверье, еще год назад вычислил молодой английский математик Джон Адамс.

Все началось с письма известного английского астронома Джона Гершеля, в  котором было отмечено удивительное совпадение работ двух ученых – француза Леверье и англичанина Адамса. Это письмо было опубликовано 3 октября 1846 года в журнале «Athenaeum».

Неделю спустя в том же журнале появилась статья директора Кембриджской обсерватории Джеймса Челлиса. В статье была подробно описана работа Адамса и изложена история этого исследования.

Еще через несколько дней про Адамса и его вычисления написал директор Гринвичской обсерватории — Королевский астроном Джордж Эри. Правда, свое письмо он отправил не в журнал, а непосредственно Урбену Леверье.

 «Я не знаю, известно ли вам, что аналогичные исследования проводились в Англии, и что они привели почти к тем же результатам…» Из письма Джорджа Эри Урбену Леверье

Все это вместе – публикации Гершеля и Челлиса, а также письмо Эри вызвало во Франции бурю негодования, поскольку было расценено как грубое посягательство на приоритет Леверье в частности и французской астрономии в целом.

Суть основных претензий французских ученых сводилась к одному: почему англичане молчали целый год?

За год до открытия.

Париж, 1845 год.

В конце лета 1845 года директор Парижской обсерватории Доминик Франсуа Араго поручил 34-летнему преподавателю Политехнической школы Урбену Жану Жозефу Леверье, известному своими блестящими работами по небесной механике, разобраться с проблемой Урана. Проблема эта давно навязла в зубах. Дело было в том, что реальное движение планеты Уран отличалось от координат французского астронома Алексиса Бувара, который ещё в 1821 году опубликовал «Таблицы движения Юпитера, Сатурна и Урана» с координатами будущих позиций этих планет на небесной сфере.

СправкаУран –  самая холодная планета Солнечной системы, средняя температура на Уране минус 224 градуса по Цельсию. Уран стал первой планетой, открытой с помощью телескопа. В 1781 году его обнаружил английский астроном Уильям Гершель.

Поначалу аномалии в движении Урана пытались объяснить столкновениями планеты с кометами, арифметическими ошибками составителя таблиц и даже неточностью ньютоновского закона всемирного тяготения. Но в тридцатых годах девятнадцатого века сразу шесть астрономов из разных стран, в том числе и сам Бувар, пришли к выводу, что на Уран действует притяжение некой планеты, которая находится еще дальше от Солнца.

В тот момент, когда Араго поручил Леверье разобраться с Ураном, двадцатишестилетний преподаватель математики англичанин Джон Кауч Адамс как раз заканчивал свои вычисления неизвестной трансурановой, то есть, находящейся за Ураном, планеты.

В середине сентября 1845 Адамс принес готовые расчеты координат трансурановой планеты директору Кембриджской обсерватории Джеймсу Челлису. Челлис сомневался в точности вычислений Адамса, но, тем не менее, дал ему рекомендательное письмо к Королевскому астроному — директору Гринвичской обсерватории Джорджу Эри.

В конце сентября Джон Адамс отправился в Гринвич. Однако по нелепому стечению обстоятельств именно в это время Королевского астронома в Гринвиче не было, он уехал в Париж на сессию Академии Наук.

Через месяц Джон Адамс вновь отправился в Гринвич к Джорджу Эри. И опять не застал директора на месте. Дворецкий Эри предложил Адамсу зайти через час. Адамс – на всякий случай — оставил дворецкому листок бумаги с кратким резюме своих результатов и визитку.

Вернувшись через час, Адамс к величайшему удивлению обнаружил, что про него попросту забыли. Никто не сообщил Эри о визите Адамса, и Королевский астроном ушел обедать.

Раздосадованный Адамс вернулся в Кембридж.

Два неудачных визита Адамса к Эри были только началом в цепи невезений. Спустя две недели после поездки в Гринвич Адамс получил от Королевского астронома письмо, в котором сквозило плохо завуалированное недоверие к открытию молодого математика. Больше всего Адамс был раздражен тем, что Эри, проигнорировав самую главную часть работы – высчитанные координаты новой планеты, задал тривиальный вопрос: может ли предполагаемое возмущение Урана объяснить невязку в радиус-векторе этой планеты?

Справка: Невязка – разность между вычисленным значением функции и истинным.

Радиус-вектор можно представить себе как воображаемую ниточку, соединяющую планету и Солнце. Планета движется вокруг Солнца по своей орбите, радиус-вектор движется вслед за ней. Если фиксировать координаты планеты через определенные равные промежутки времени, то получится, что радиус-вектор будет нарезать пространство, как пирог, на одинаковые по площади куски. В случае с Ураном, из-за воздействия на него трансурановой планеты, радиус-вектор то удлинялся, то укорачивался, и «куски пирога» в реальности получались разного размера.

Адамс не ответил на письмо Эри. Не захотел или не смог – неизвестно.

Пока неудачник Адамс пытался достучаться до Эри,  Леверье  закончил первую часть своей работы и представил ее Французской Академии наук.

За четыре месяца до открытия.

Париж, 1846 год.

Первого июня 1846 года Леверье опубликовал вторую статью об Уране. В этой работе Леверье впервые заговорил о трансурановой планете не как о предполагаемой, а как о реально существующей. Он также вычислил ее приближенную траекторию и указал координаты планеты на 1 января 1847 года.

Расчеты Леверье почти полностью совпадали с расчетами Адамса. Вот только пути вычисления были разными. При этом, двигаясь разными дорогами, Леверье и Адамс сошлись в одной финальной точке – на границе между созвездиями Водолея и Козерога, где через полгода окажется неизвестная планета.

Статья Леверье мгновенно стала известна всем астрономам Европы. Прочел ее и директор Гринвичской обсерватории Эри. Он, конечно же, увидел, что выводы Леверье полностью совпадают с выводами Джона Адамса, но почему-то никому об этом не сказал.

Эри написал Леверье письмо, в котором не было ни слова о работе Адамса, зато был все тот же вопрос про радиус-вектор Урана. Леверье ответил незамедлительно, пообещав, что вскоре уточнит позицию новой планеты и таким образом проблема радиус-вектора будет разрешена автоматически.

Впервые Эри упомянул про работу Адамса в конце июня 1846 года на ежегодной конференции научных кураторов Гринвичской обсерватории.

 «Очень близкое совпадение результатов исследований Адамса и Леверье… дает уверенность, что трансурановая планета будет открыта в самое ближайшее время». Джордж Эри, директор Гринвичской оберватории

Возможно, именно публикация Леверье подтолкнула Джорджа Эри наконец-то приступить к поискам новой планеты. Однако к этой работе он почему-то решил привлечь не сотрудников своей обсерватории, а Джеймса Челлиса, возглавляющего обсерваторию в Кембридже. Может быть, потому что не хотел отвлекать свой персонал, а может быть потому, что 30-сантиметровый Кембриджский телескоп-рефрактор был лучше 17-сантиметрового Гринвичского…

9 июля Эри отправил Челлису письмо с просьбой начать охоту на новую планету. Но по традиционному уже для этой истории роковому стечению обстоятельств Челлис письмо не получил, поскольку был в отпуске. Только 18 июля Джеймс Челлис ответил Эри, что приступит к поискам через 10 дней.

Весь конец июля и начало августа Челлис добросовестно обшаривал указанный Адамсом участок небосвода. И ничего не нашел.

На самом деле, он видел новую планету и зафиксировал ее координаты, но поскольку сверял положение только 39 пар звезд, открытие буквально уплыло у него из рук. Непарная звездочка числилась в бумагах Челлиса под номером 49…

За месяц до открытия.

Париж, 1846 год.

В конце августа 1846 года Урбен Леверье представил Академии наук свой третий трактат: «О планете, которая вызывает наблюдаемые аномалии в движении Урана». В этой работе Леверье не только вычислил новую позицию планеты, уточнив ее координаты, но и определил массу, орбиту и фактическое положение.

Осенью Леверье решил, что пора от вычислений перейти к наблюдениям. Но французские астрономы не торопились организовать поиски. Вот тут-то Леверье и вспомнил про своего знакомого — ассистента Берлинской обсерватории Иоганна Галле…

А в Англии тем временем череда роковых невезений достигла своего апогея. Отчаявшись получить какие-то результаты от Джеймса Челлиса, Адамс обратился с просьбой к Уильяму Ласселу – ливерпульскому пивовару и любителю астрономии, у которого был самый крупный на то время в Европе телескоп. Но в тот день, когда письмо Адамса пришло в Ливерпуль, Лассел болел и не мог дойти до телескопа – у него было растяжение связок. А спустя несколько дней, когда смог дойти – не нашел письмо с координатами. Горничная Лассела случайно выкинула его вместе с мусором…

Только 29 сентября Джеймс Челлис обнаружил на небесной сфере новую планету, предсказанную и вычисленную Адамсом еще год назад. Но к тому времени эта планета уже была открыта, и Леверье уже получил свои первые поздравления, и уже отправил редактору журнала Астрономические сообщения Генриху Шумахеру предложение назвать новую планету «Нептун».

Справка: Нептун – самая дальняя планета Солнечной системы. Это первая планета, первоначально открытая с помощью математических расчетов и лишь потом обнаруженная в телескоп. На Нептуне существует смена времен года, каждый сезон там длится чуть больше 40 лет, а полный период обращения Нептуна вокруг Солнца — 165 лет.

Битва за приоритет.

Париж, 1846 год.

В конце октября 1846 года состоялось заседание сессии Французской Академии наук, где обсуждался вопрос о приоритете открытия новой планеты.

Попытками английских астрономов присвоить себе открытие Нептуна были возмущены все, но особенно горячился директор Парижской обсерватории Доминик Франсуа Араго.

Араго начал свою речь со вполне резонного замечания, что в вопросах приоритета любого научного открытия нужно опираться на публикации, отмеченные определенной датой. Затем Араго напомнил присутствующим, что английский математик Джон Адамс, претендующий на право первооткрывателя новой планеты, не удосужился опубликовать свои вычисления, а вот Урбен Леверье сделал свои исследования доступными всему научному миру.

В свой страстной речи Араго несколько раз, что называется, перегнул палку, позволив себе очень резкие выпады в адрес английского математика.

 «Мистер Адамс не имеет права фигурировать в истории открытия планеты «Леверье», не заслуживая не то что подробного цитирования, но даже какого-либо намека». Из выступления Доминика Араго

В конце октября скандал выплеснулся за пределы Академии наук и его подхватила французская пресса. Нападки на Адамса, Челлиса и Эри порой выходили за границы приличия.

Кстати, у себя на родине в Англии Эри и Челлис тоже подверглись жестокой критике. Общественное мнение было возмущено тем, что Британия упустила приоритет научного открытия из-за лени и халатности директоров Кембриджской и Гринвичской обсерваторий.

В конце концов, Эри, Челлис и Адамс вынуждены были начать оправдываться, они выступили с докладами на заседании Королевского астрономического общества, рассказав о своем вкладе в открытие новой планеты. Правильней было бы сказать – о своем вкладе в потерю приоритета открытия.

Доклад Адамса произвел большое впечатление, поскольку из него следовало, что молодой математик выполнил блестящую работу.

Отчет Челлиса «О некоторых обстоятельствах, исторически связанных с открытием трансурановой планеты» был воспринят очень плохо. Челлис не смог убедительно объяснить, почему он не начал поиски новой планеты еще осенью 1845 года.

А вот доклад Эри, в котором Королевский астроном огласил всю переписку с Челлисом и Адамсом, выглядел как объективное документальное изложение всех событий. При этом Эри сумел убедить всех, что вычисления Адамса и Леверье были одинаково фундаментальны и точны.

Сразу же после этого заседания развернулась агрессивная  кампания по пропаганде вычислений, выполненных Адамсом. И вскоре ни у кого в Соединенном Королевстве не осталось сомнений: планету открыл Адамс, а французы украли у него это открытие. А тот факт, что вычисления Адамса никогда не были опубликованы и именно поэтому не привели к открытию новой планеты, старательно замалчивался.

Не лучшим образом повело себя и Королевское астрономическое общество, когда дело дошло до присуждения ежегодной высшей награды за выдающиеся достижения в какой-либо области наук – медали Копли. Всем было ясно, что крупнейшим мировым достижением в астрономии в 1846 году является открытие Нептуна и медаль следует присудить Леверье. Но англичане заявили, что медаль всего одна, а бесспорных претендентов двое.

 «Присуждение медали Леверье, не сопровождаемое другой медалью Адамсу, оказалось бы несправедливым к последнему». Из протокола заседания Королевского общества 1 января 1847 года

Таким образом, изменив своим многовековым традициям, научный совет Королевского общества решил в этом году не присуждать медаль вовсе.

В конечном счете, Урбен Леверье и Джон Адамс вошли в историю астрономии как  сооткрыватели планеты Нептун. Оба они позже были награждены за это открытие медалью Копли. И во всех учебниках и энциклопедиях отныне говорилось, что Леверье и Адамс открыли Нептун почти одновременно и независимо друг от друга.

Но в конце 1960-х годов аналитик из Балтимора Денис Роулинс вдруг заявил, что английские астрономы сознательно сфабриковали историю открытия планеты Нептун математиком Адамсом.

Снять обвинения Роулинса или подтвердить их могли только документы Гринвичской обсерватории, процитированные в докладе Эри. Однако выяснилось, что они утеряны. Или украдены.

След вел к первому помощнику королевского астронома Олину Эггену, который в начале шестидесятых годов двадцатого века брал их из библиотеки, когда писал биографические статьи про Челлиса и Эри. Но Эгген отрицал факт кражи, а давить на него боялись, поскольку считали, что, заметая следы, он может попросту уничтожить документы.

Только в 1998 году после смерти Эггена пропавшие бумаги и множество бесценных книг из библиотеки Гринвичской обсерватории были обнаружены в квартире английского астронома в Чили, где Эгген работал последние годы жизни. Эта находка позволила ученым пересмотреть историю открытия планеты Нептун. И отнюдь не в пользу британцев.

Сегодня большинство историков сходятся во мнении, что Адамс не заслуживает равных с Леверье прав на открытие Нептуна.

Во-первых, его вычисления не были точны. Погрешность составляла 12 градусов, а у Леверье всего один. Во-вторых, Адамс всегда описывал свою планету как абстрактную, а Леверье всегда указывал на нее, как на реальный физический объект. И в третьих, Адамс почему-то не торопился оповестить о своих исследованиях научный мир даже после первых публикаций Леверье, когда стало понятно, что поисками трансурановой планеты занимается не он один. Возможно, ему было попросту наплевать на приоритет. Но скорей всего, Адамс сам до конца не был уверен в непогрешимости своих расчетов.

P.S. Летом 1847 года Урбен Леверье и Джон Адамс впервые встретились лично. Они приехали в Оксфорд на собрание Английского общества по развитию науки. Встреча была очень теплой. В этом же году Леверье съездил к Адамсу в гости – в Кембридж. Говорят, что они подружились. Что переписывались потом до конца жизни. И обменивались научной информацией, когда Леверье стал директором Парижской обсерватории, а Адамс возглавил Кембриджскую. А еще говорят, что ни Адамс, ни Леверье никогда не позволяли себе никаких резких слов в адрес друг друга.

Они и вправду не участвовали ни в склоках, ни в битве за приоритет открытия планеты Нептун.

Вот только Адамсу очень хотелось в свое время, чтобы планету назвали «Океан». А Леверье, хоть и предложил название «Нептун», но на самом деле мечтал об увековечивании своего имени. И даже просил своего друга Доминика Араго походатайствовать перед Французской Академией наук, чтобы новую планету назвали «планета Леверье».

Режиссер Татьяна Малова,

«Цивилизация», 2010 год