Main menu:

Догадка Канта

Ньютон и Гюйгенс полагали, что звезды более или менее равномерно разбросаны в бесконечной Вселенной. НоИммануил Кант яркие и слабые звезды, а также сливающийся воедино свет далеких звезд концентрируются на небе вдоль яркой полосы неправильной формы, которую древние римляне называли Via Lactea - Млечный Путь. В 1750 г. Томас Райт опубликовал книгу «Оригинальная теория, или новая гипотеза о Вселенной, основанная на законах природы и объясняющая с помощью математических принципов наиболее важные явления видимого мироздания, в частности Млечного Пути». Райт утверждал, что наблюдаемый вид Млечного Пути можно объяснить, предположив, что все звезды «движутся одинаковым образом [по круговым орбитам вокруг удаленного центра] и не отклоняются слишком далеко от некоторой плоскости, подобно планетам в их движении вокруг Солнца».

Когда Иммануил Кант, в то время простой преподаватель естественных наук и математики, узнал из газеты о книге Райта, это вдохновило его разработать собственную космологическую теорию. Она была опубликована в 1755 г. под названием «Всеобщая естественная история и теория неба». (Заголовок, который Кант предложил первоначально, был более описательным: «Космогония, или Попытка вывести происхождение Вселенной, образование небесных тел и причин их движения из универсальных законов движения материи в соответствии с теорией Ньютона»).

Свой труд Кант начинает с рассуждений Райта, уточняя и комментируя их. Он отмечает упущенное Райтом обстоятельство: полоса Млечного Пути образует на небесной сфере большой круг. Поскольку звезды находятся на разном расстоянии от Солнца, это означает, что их распределение в пространстве сильно сконцентрировано к плоскости, проходящей вблизи Солнца. Тот факт, что Млечный Путь проходит вдоль большого круга на небе, позволяет исключить предложенную Райтом альтернативную модель, согласно которой звездная система представляет собой не диск, а полую сферическую оболочку.

Далее Кант пытается «выявить причину, по которой положение неподвижных звезд оказалось связанным с одной общей плоскостью». Здесь он делает шаг вперед по сравнению с Райтом. Райт провел аналогию между планетами, вращающимися вокруг Солнца, и видимыми звездами, обращающимися вокруг удаленного центра. Кант выдвинул гипотезу о том, что Солнечная система и звездная система не только аналогичны, но и гомологичны, т. е. строение их подобно, потому что, во-первых, движение тел, из которых они состоят, подчиняется одним и тем же физическим законам (законам механики Ньютона и его же закону всемирного тяготения) и, во-вторых, обе системы возникли в результате однотипных процессов. Кант предположил, что все звезды, образующие Млечный Путь, вращаются вокруг удаленного центра (подобно планетам вокруг Солнца) в одном направлении по почти круговым орбитам, плоскости которых параллельны друг другу, тогда как звезды, расположенные вдали от Млечного Пути, движутся вокруг того же центра по вытянутым и сильно наклонным орбитам, как кометы вокруг Солнца. Короче говоря, Млечный Путь играет в звездной системе ту же роль, что Зодиак в Солнечной, а звезды, лежащие вне Млечного Пути, - это своего рода «кометы» звездной системы.

Вплоть до этого момента гипотезу Канта можно рассматривать как логичное развитие плодотворной идеи Райта на основе физики Ньютона. Но затем Кант делает новый шаг, безусловно свидетельствующий о его богатом воображении. Трудно сказать об этом лучше самого Канта:

Я подхожу теперь к той части излагаемой теории, которая, давая возвышенное представление о плане мироздания, больше всего делает эту теорию привлекательной. К этому пункту привели меня некоторые простые мысли. Их можно изложить следующим образом. Если система неподвижных звезд, расположенных около одной общей плоскости, как мы видим это в Млечном Пути, настолько удалена от нас, что даже в телескоп нельзя различить отдельные звезды, из которых она состоит, если расстояние ее от звезд Млечного Пути относительно такое же, как расстояние Солнца от нас, - словом, если такой мир неподвижных звезд рассматривается наблюдателем, находящимся вне его, с подобного неизмеримо далекого расстояния, то под малым углом зрения этот звездный мир представится глазу в виде слабо светящегося пятнышка - совершенно круглой формы, когда его плоскость обращена прямо к глазу, и эллиптической, когда его рассматривают сбоку. Слабость света, форма и заметная величина диаметра будут резко отличать такое явление, если оно имеет место, от всех звезд, наблюдаемых порознь.

Искать это явление среди наблюдений астрономов нам придется не очень долго. Оно было отчетливо замечено различными наблюдателями. Необыкновенность его вызвала удивление, о нем строили догадки, отдавая дань то диковинным фантазиям, то мнимо научным понятиям, в действительности, однако, столь же необоснованным, как и первые. Я полагаю, что это звездные туманности, или, вернее, один из видов их, о котором господин Мопертюи [«Discours sur la Figure des Astres», («Речь о форме звезд»), Paris, 1742] пишет следующее: «На темном небесном своде встречаются небольшие слабосветящиеся пятна, несколько более освещенные, чем темные пространства пустого неба, и общее у них всех то, что они представляют собой более или менее открытые эллипсы, свет которых, однако, гораздо слабее всякого иного света, наблюдаемого на небе.

Кант утверждал, что, если бы «светящиеся пятна» представляли собой звезды гигантских размеров, их поверхностная яркость была бы гораздо больше наблюдаемой. Но звездная система, подобная Млечному Пути, с большого расстояния выглядела бы точно так же, как одно из светящихся пятен: в виде эллипса с малой и однородной поверхностной яркостью. И вновь аргументы Канта выглядят весьма обоснованно и приводят к правильным выводам. Менее чем через сто лет английский любитель астрономии Уильям Хаггинс сконструировал первый спектроскоп, пригодный для астрономических наблюдений, и использовал его для систематического изучения звезд и туманностей. Он обнаружил, что спиральные туманности, которые Кант отождествлял с далекими звездными системами, имеют, как и предсказывал Кант, непрерывный спектр, подобный спектру обычных звезд. Спектры туманностей, которые внешне выглядели как однородные и бесструктурные пятна даже при наблюдении в наиболее мощные телескопы, наоборот, состояли из отдельных узких и ярких линий. Это были истинные туманности - протяженные облака горячего газа в нашей звездной системе Галактике.