Долгота - Дава Собел

Галилей вёл наблюдения за своими лунами (сейчас по справедливости носящими имя галилеевых) до старости — пока позволяло зрение. Он умер в 1642 году, но интерес к спутникам Юпитера пережил их открывателя. Метод Галилея стал общепринятым после 1650 года, но только на суше. Геодезисты и землемеры с его помощью перерисовали очертания мира. Именно в картографии способ нахождения долготы по спутникам Юпитера одержал первую большую победу. Старые карты преуменьшали расстояние до других материков и преувеличивали размеры отдельных стран. Теперь дистанции отмерялись по велению небесных сфер. Уверяют, будто Людовик XIV, увидев новые карты своих владений, основанные на точном определении долготы, посетовал, что геодезисты отняли у него больше земель, чем неприятель.

Картографы убедились в действенности Галилеева метода и теперь желали получить более совершенные таблицы с затмениями спутников Юпитера: чем точнее предсказать время этих событий, тем правильнее будут карты. Речь шла, ни много ни мало, о границах государств, так что правительства не скупились на жалованье учёным. В 1668 году Джованни Доменико Кассини, профессор астрономии в университете Болоньи, опубликовал самые точные для своего времени таблицы эфемерид, основанные на самых продолжительных и самых тщательных наблюдениях, — и его тут же пригласили в Париж, ко двору Короля-Солнце.

Людовик XIV, хоть и сетовал на картографов, уменьшивших размеры его владений, науки любил. В 1666 году он высочайше одобрил предложение своего премьер-министра Жана Кольбера создать Французскую Королевскую академию наук. Также по настоянию Кольбера он поручил выстроить в Париже обсерваторию, главной целью которой должно было стать решение задачи о долготе. Следом Кольбер принялся заманивать во Францию учёных. Он выписал Христиана Гюйгенса в качестве члена академии и Джованни Кассини в качестве директора обсерватории. (Гюйгенс позже вернулся в Голландию и несколько раз ездил в Англию в связи со своей работой над проблемой долготы, Кассини же осел во Франции навсегда. В 1673 году он получил французское гражданство и вошёл в историю французским астрономом; даже имя его во многих энциклопедиях пишут как «Жан Доминик».)

Заступив на пост директора новой обсерватории, Кассини отправил помощников в Данию, на развалины Ураниборга, «Небесного замка», выстроенного великим астрономом Тихо Браге. По наблюдениям спутников Юпитера в Париже и Ураниборге Кассини уточнил географические координаты обоих этих мест. Кроме того, он призвал польских и немецких коллег объединить силы для улучшения Галилеева метода.

В самый разгар этих работ ещё один иностранный сотрудник Парижской обсерватории — датчанин Оле Рёмер — сделал поразительное открытие: когда Земля в своём движении по орбите сближается с Юпитером, затмения его лун происходят с опережением графика. Рёмер совершенно правильно заключил, что дело в скорости света. Астрономы не лгут: затмения происходят строго периодично, однако время, когда их увидят на Земле, зависит от расстояния, которое должен преодолеть свет.

До тех пор думали, что свет распространяется мгновенно. Никому из прежних исследователей не удавалось измерить его скорость — как понял теперь Рёмер, из-за слишком малых расстояний. Галилей, например, пытался засечь, как быстро свет от зажжённого на одном холме факела доходит до другого холма. На какие бы далеко отстоящие холмы Галилей с помощником ни взбирались, результат оставался нулевым. Рёмер же невольно стал участником эксперимента, в котором земные астрономы наблюдали, как свет спутника выходит из тени другой планеты. На таких огромных расстояниях запаздывание сигнала было вполне ощутимым. В 1676 году Рёмер вычислил скорость света исходя из разницы между предсказанным и наблюдаемым временем затмения. (Он немного ошибся, так что у него получилось чуть меньше известных нам трёхсот тысяч километров в секунду.)

Тем временем в Англии королевская комиссия проверяла очередную безумную идею: возможность определять долготу корабля по наклонению магнитной стрелки. Карл II, король величайшей в мире морской державы, прекрасно понимал, как важно решить задачу о долготе, и всей душой надеялся, что ответ будет найден в его стране. Надо думать, Карл приободрился, услышав от своей фаворитки, француженки Луизы де Керуаль, обнадёживающую весть: один из её соотечественников отыскал метод определения долготы и недавно пересёк Ла-Манш, чтобы просить аудиенции у его величества. Король тут же согласился выслушать француза.

Господин де Сен-Пьер, как звали протеже Луизы де Керуаль, не одобрял модный во Франции способ нахождения долготы по лунам Юпитера. По его словам, он больше верил в путеводную мощь собственного спутника Земли. Сен-Пьер предлагал узнавать долготу по взаимному расположению Луны и некоторых избранных звёзд — примерно как Иоганн Вернер ста шестьюдесятью годами ранее. Мысль королю понравилась, и он поручил её проверку комиссии, включавшей Роберта Гука — разностороннейшего учёного, который одинаково уверенно чувствовал себя за телескопом и за микроскопом, и Кристофера Рена, архитектора собора Святого Павла.

Чтобы оценить метод Сен-Пьера, комиссия пригласила эксперта — двадцатисемилетнего астронома Джона Флемстида. Вердикт Флемстида гласил: метод правилен в теории, но трудноосуществим на практике. Хотя со дней Галилея астрономические приборы заметно улучшились, по-прежнему не существовало надёжных карт звёздного неба, и точную траекторию Луны никто предсказывать не умел.

Флемстид с юношеской отвагой предложил королю исправить ситуацию, а именно выстроить обсерваторию и нанять людей, которые проведут необходимые измерения. Король согласился. Он назначил Флемстида своим личным «астрономическим наблюдателем» (позже тот стал называться «королевским астрономом»). В документе, которым учреждалась Гринвичская обсерватория, его величество поручал Флемстиду «со всяческим прилежанием и тщательностью уточнить таблицы небесных перемещений и места неподвижных звёзд, дабы обрести взыскуемую долготу на море и усовершенствовать искусство кораблевождения».

Впоследствии, рассказывая об этом событии, Флемстид писал, что король Карл «стремился к тому, чтобы его судовладельцы и моряки получили всю возможную помощь небес, а мореходство сделалось более безопасным».

Таким образом, Королевская обсерватория, как и Парижская до неё, была создана с вполне конкретной целью. Все далёкие звезды предстояло внести в каталог, чтобы проложить курс для моряков на поверхности земных океанов.

Член комиссии Рен спроектировал Королевскую обсерваторию. Как предписывалось королевским указом, он поставил её на самом высоком холме в Гринвичском парке. В том же здании предстояло жить Флемстиду и его помощнику. Строительством руководил член комиссии Роберт Гук. Оно началось в июле 1675-го и заняло почти год.

Весной 1676 года королевский астроном переехал в обсерваторию (называемую теперь Флемстид-Хаус, то есть «дом Флемстида»). К октябрю у него было уже достаточно инструментов, чтобы приступить к работе, которой он без остатка отдал следующие сорок пять лет. Его превосходный каталог звёзд был опубликован посмертно в 1725 году. К тому времени сэр Исаак Ньютон разрешил многие недоумения, связанные с орбитой Луны. Успехи астрономии обнадёживали: казалось, близко время, когда небеса ответят на вопрос о долготе.

Покуда астрономы смотрели на небо из высоких башен, механики и часовщики пытались решить ту же проблему по-своему. Им мечталось, что капитан будет определять долготу за столом у себя в каюте, просто сравнивая показания наручных часов и хронометра, идущего по времени порта.

4.

Время в бутылке

Без таинства причастия часам

не важно знать, когда осенний ветер

с небес сорвался, чтобы мостовые

устлать опавшей бурою листвою,

как миллионом леммингов.

Событие — такой крохотный кусочек пространства-времени, что его можно опустить в щелочку кошачьего глаза.

Часы для времени — всё равно что мозг для разума. Часовой механизм каким-то образом содержит в себе время. И всё же нам никак не удается заключить его в бутылку, как джинна — в лампу. Сыплется ли оно песком или вращает шестерни, время ускользает у нас на глазах. Даже если разбивается колба, в которой пересыпались песчинки, или в пасмурный день становится невидимой тень от гномона солнечных часов, если в пружине кончается завод и замирают стрелки, время не останавливается. Часы в лучшем случае идут с ним в ногу. А поскольку оно задаёт собственный темп — биение пульса или смену приливов и отливов, — часы не указывают времени, как идти, а лишь указывают его в меру своего совершенства.