Василий Струве. Его жизнь и научная деятельность

Под выражением “погашение света” разумеют не ослабление, которое следует закону пропорциональности квадратам расстояний, а добавочную потерю – поглощение его пространством. Струве пришел к заключению, что могущественнейшие из современных телескопов уже почти проникли за пределы возможной видимости мира, что отдаленнейшие из звезд, улавливаемых в поле телескопов, уже весьма близки к границе той сферы, которая только и может быть доступна взору человека; в звездные миры, находящиеся за ее пределами, никакой оптический снаряд в действительности проникнуть не может. Решением этого вопроса на основании вновь открытых данных занимался О. В. Струве и многие другие современные астрономы, располагающие превосходными средствами для производства наблюдений.

Задача о поступательном движении Солнца относится также к числу таких, которые О. В. Струве унаследовал от своего отца. Первоначальное исследование этого вопроса принадлежит Вильяму Гершелю. Затем им занимались Вильгельм Струве, Аргеландер и Отто Струве; последний дал полное решение вопроса, потому что определил не только направление, но и скорость движения Солнечной системы; эта скорость – около семи верст в секунду; она почти в четыре раза меньше скорости движения Земли вокруг Солнца.

Появление в свет сочинения В. Струве “Etudes d'Astronomie stellaire” было принято с самым живым сочувствием наиболее выдающимися учеными. Савич о нем говорит: “Здесь с глубоким знанием и замечательной силой таланта автор рассматривает мнения разных астрономов и философов о Млечном Пути и вообще об устройстве Вселенной. Преимущественно он останавливается на изысканиях В. Гершеля; остроумный француз, академик Араго, написал биографию и разбор трудов знаменитого английского астронома; однако же внимательное чтение всех семидесяти трех записок В. Гершеля, помещенных в трудах английского Королевского общества с 1780-го по 1818 год, привело В. Я. Струве ко многим поверкам и к более отчетливому изложению окончательных заключений, которых в конце концов достиг В. Гершель о составе Млечного Пути. Эти заключения были плодом сорокалетних наблюдений одного из величайших мыслителей, а между тем они не были достаточно оценены, и потому объяснением их Струве оказал немалую услугу тем, которые желают ближе ознакомиться с трудными вопросами в науке”.

К наиболее интересным и важным исследованиям Струве можно отнести определение земной рефракции, точный вывод положений главных звезд на небе и многие наблюдения над планетами, их спутниками и кометами. Астрономия также высоко ставит его изыскания, произведенные с помощью большого рефрактора, над эллиптическим видом Юпитера, над размерами поперечника Сатурна и его колец; вместе с этим Струве вновь определил положение этих колец относительно эклиптики. Энке, много занимавшийся вычислением путей комет, с большим восторгом отзывается о необыкновенной точности, которую представляют наблюдения Струве над кометами. Превосходные рисунки, приложенные к сочинению о Галлеевой комете, относящиеся к появлению ее в 1835 году и основанные на тщательных наблюдениях, послужат к объяснению загадочного устройства комет.

В прошлом столетии оптические инструменты были настолько еще несовершенны, что астрономы при всех своих усилиях не могли определить годичные параллаксы звезд. Даже тщательные исследования Гершеля не дали в этом отношении никаких результатов. Только астрономам XIX века удалось уловить эти едва приметные углы и достигнуть более или менее приблизительной оценки расстояний. Фундаментальные работы по этому предмету принадлежат Вильгельму Струве и Бесселю.

Вильяму Гершелю мы обязаны также уяснением истинного значения так называемых физических двойных звезд, или звезд близких между собою и взаимно тяготеющих друг к другу. Новый в то время вопрос о сложных звездах обратил на себя внимание Вильгельма Струве еще в 1813 году. После первых наблюдений Гершеля прошли годы и, прежде чем знаменитые английские астрономы Джон Гершель и Соут занялись продолжением этих наблюдений, в Дерпте начались уже исследования некоторых из наиболее ярких двойных звезд.

Среди сложных звезд встречаются случайные соединения, в которых кажущаяся близость двух звезд есть только следствие перспективы; эти светила могут быть очень далеки друг от друга и представляются близкими между собою, потому что линия зрения, идущая к одной звезде, проходит близко к линии зрения другой; такие соединения называют оптическими двойными звездами. Но чем ближе во многих парах две звезды одна к другой, тем больше уменьшается вероятность их оптического соединения; если же мы заметим, что звезды движутся одна возле другой, то, несомненно, мы можем принять эти сложные звезды за особенные физические системы самосветящихся тел, подлежащих действию взаимного тяготения. Время обращения в различных парах звезд бывает весьма различным, в иных случаях оно продолжается десятки и сотни лет, оттого в короткие промежутки времени эти движения почти незаметны. Существуют звезды, которые прежде считались двойными, потом казались простыми, одинокими, и лишь впоследствии были окончательно признаны двойными.

Струве, сравнивая свои наблюдения с наблюдениями Гершеля, нашел в 58-ми парах звезд несомненные доказательства вращения одной звезды около другой, в 39-ти – признал такие движения вероятными и в 66-ти парах – предположительными. Интересны также его наблюдения над изменениями в сияниях сложных звезд и над спектрами их сияний. Он заметил такие перемены в сияниях 28-ми разных двойных звезд и задал себе вопрос, отчего зависят эти чудные светоизменения? Наш астроном полагал, что, подобно Солнцу, эти звезды вращаются вокруг своей оси и имеют на своих поверхностях темные пятна; периоды вращений могут быть различными – от нескольких дней до нескольких годов, и сами пятна могут перемещаться подобно движению облаков в атмосфере. Теперь это явление объясняют иначе, и гипотеза Струве имеет только исторический интерес.

Исследование двойных звезд шло рука об руку с усовершенствованием телескопов. Явился бессмертный Фраунгофер, который довел до поразительного совершенства свой ахроматический рефрактор; к счастью для астрономии, в 1824 году такой рефрактор попал в руки Вильгельма Струве и это послужило началом новой эры для наблюдений за двойными звездами. При помощи нового рефрактора Струве открыл множество звезд, совершенно неизвестных Гершелю; многие звезды, принимавшиеся Гершелем за двойные, после наблюдений Струве оказались тройными и пятерными. За период в двенадцать лет Струве наблюдал 2640 двойных звезд. В то же время Джон Гершель продолжал исследования своего отца и отправился со своим знаменитым телескопом на мыс Доброй Надежды для того, чтобы наблюдать двойные звезды южного неба. Многолетнее пребывание Гершеля на юге ознаменовалось открытием 2100 двойных звезд. Основание Пулковской обсерватории также отозвалось весьма плодотворно на наблюдениях двойных звезд. Каталог В. Струве заключает в себе 3112 двойных звезд. Казалось, область северного неба была в этом отношении исчерпана. О. Струве и Дембовский тщательно исследовали уже найденные двойные звезды. Дембовский, землевладелец из Ломбардии, построил обсерваторию за свой собственный счет и освоил все усовершенствованные Струве способы наблюдения; его работы отличаются необыкновенной точностью и тщательностью. Труды упомянутых ученых познакомили нас с движениями двойных звезд; теперь нам известно, что некоторые звезды закончили со времен Гершеля свои полные обороты вокруг другой звезды. Наблюдения такого рода убедили нас в том, что Закон всемирного тяготения действует далеко за пределами нашей Солнечной системы и что там Солнце обращается вокруг Солнца, повинуясь тяготению так же, как и камень, падающий на землю.

В последнее время учение о двойных звездах обогатилось новыми открытиями. Настоящее показало, что не область северного полушария была в этом отношении исчерпана, а сила лучшего в то время рефрактора имела свои пределы, и теперь с помощью более совершенного телескопа для изучения этих светил открылась новая эра. В последние годы открыто много новых двойных звезд, большинство из которых найдено Бурнгамом.

Все это наводит на мысль, что с усовершенствованием телескопов изучению двойных звезд предстоит новая будущность, и оно, расширив наш кругозор, прольет истинный свет на устройство Вселенной. Ввиду этого заслуги Гершеля и Струве, положивших такое славное начало изучению двойных звезд, бессмертны. Можно надеяться, что они не только не будут забыты отдаленным потомством, но, по всей вероятности, оно осознает их глубже и лучше оценит.

Возможности телескопа, конечно, имеют свои пределы. Но Гаусс был прав, когда говорил: “Природа бесконечно богата такими средствами, каких бедный ум человеческий не может себе и представить”. На каждом шагу мы видим подтверждение этой мысли великого математика.

Так, например, совершенно неожиданно на помощь изучению двойных звезд явилась фотография в соединении со спектральным анализом. Она помогла современным астрономам открыть такие двойные звезды, которые “не поддавались” никакому телескопу. Первое открытие таким способом было сделано в Гарвардской обсерватории в Кембридже (Северная Америка) в конце 1889 года.

Итак, мы видим, что воззрения В. Струве в области чистой астрономии и его открытия в области практической астрономии связаны с самыми существенными вопросами, относящимися к устройству Вселенной, которыми занимались и всегда будут заниматься величайшие умы.

Заслуги Струве в области геодезии также огромны и отличаются тем же общим характером.

Из всех градусных измерений по направлениям меридианов особую важность вследствие чрезвычайной точности в производстве всех относящихся сюда работ представляют следующие: 1) англо-французское; 2) большое индийское; 3) скандинаво-русское; 4) среднеевропейское измерение. Скандинаво-русское измерение протягивается по дерптскому меридиану более чем на 25 градусов от Старо-Некрасовки (близ Измаила на Дунае, под 45-м градусом широты) до Фугленеса (на острове Квал-Э в Ледовитом океане, близ Гаммерфеста, под широтою 70 градусов). Измеренная дуга меридиана составила 2645 верст и 67 5 /7 сажени. Точность работы была так велика, что погрешность всей этой длины (вычисленная по теории вероятностей) оказалась ничтожной, около шести сажен. Такая точность оставляет далеко за собой все предшествовавшие измерения.

В работе этой участвовали геометры трех стран: России, Швеции и Норвегии. Но история науки будет по преимуществу связывать это измерение с именем В. Струве; благодаря энергии, знаниям и необыкновенным талантам этого астронома, скандинаво-русская работа достигла таких грандиозных размеров и необычайной точности. До 1839 года Струве участвовал в геодезических работах как частное лицо, а с этого времени – в качестве директора Пулковской обсерватории. В 1861 году Петербургская Академия издала первых два тома систематического и довольно подробного изложения этой работы, составленной Струве под заглавием “Дуга меридиана в 25° 30 между Дунаем и Ледовитым морем, измеренная с 1816-го по 1855 год под руководством К. Теннера, И. X. Зеландера, Кр. Ганстена и В. Струве”.

Плита на месте астрономического пункта Якобштадт дуги Струве.

К числу превосходных работ, из которых Клерк вывел свои замечательные соображения о фигуре Земли, относятся главным образом геодезические работы В. Струве и его труды по сравнению единиц мер длины; при всех своих измерениях дуг меридиана и параллелей он сам имел в виду эту конечную цель. Стремясь к решению того же вопроса, Струве, как мы видели, во время своей поездки за границу в 1857 году старался вызвать интерес к такого рода предприятиям в Западной Европе. Теперь посмотрим, какие результаты принесли эти старания. Нам известно, что В. и О. Струве находились в непосредственных сношениях с прусским геодезистом Байером, по настояниям которого было предпринято среднеевропейское градусное измерение. Оно имело целью измерить не только около 22 градусов дуги меридиана от Палермо в Сицилии до Христиании в Норвегии, но также определить длины градусов параллелей под разными широтами и решить с большей точностью вопрос о геодезической фигуре среднеевропейского материка и прилежащих к нему морей.

В год смерти Струве, в 1864 году, в Берлине состоялась конференция математиков, физиков и главным образом астрономов и геодезистов. Эти уполномоченные комиссары различных государств постановили учредить постоянную комиссию и центральное управление. Ведению первой подлежат все научные вопросы среднеевропейского измерения и связь между учеными, на которых возложены работы с поручениями от соответствующих правительств. Она состоит из семи членов, выбираемых конференцией. Центральное управление есть исполнительный орган постоянной комиссии. Не вдаваясь в подробности, заметим, что совместный труд наций и централизация исследований формы Земли в духе Струве находят все большее и большее применение; к европейским нациям присоединились также американцы. Итак, в то время как умирал знаменитый русский астроном, его идея, можно сказать, начинала свое истинное существование.

Байер в своей записке о необходимости среднеевропейского градусного измерения говорит следующее: “Можно надеяться, что когда научимся определять местные уклонения и отделять их от правильного вида Земли, то и градусные измерения могут привести к отношению, равному 1 /289, тогда эллипсоидальность Земли возведена будет в прочную область механики и разрешится великий вопрос, возбужденный еще во времена древности, и над разработкою которого долгое время трудились все образованные нации новейшего времени”.

Мы познакомили читателя с наиболее понятными и доступными для неспециалистов заслугами Струве, стараясь по возможности показать их связь с прошедшим и будущим науки. Но всего этого едва достаточно, чтобы составить себе даже приблизительное понятие о том, какое богатое наследие оставил он астрономии; оно заключается не только в открытиях и наблюдениях, но также в способах наблюдений, ценность которых могут вполне понять только люди, занимающиеся практической астрономией. Глубокие философские взгляды, с одной стороны, и остроумнейшие практические приемы – с другой, свидетельствуют о разнообразии дарований нашего астронома.

Мы имеем неотъемлемое право назвать его “нашим”: в Россию приехал он юношей и у нас получил свое высшее образование; Россия в лице своих государей предоставила полный простор развитию его гения, дала ему все необходимые для естествоиспытателя средства и оценила достойным образом его заслуги. Он сам считал себя русским, любил наше отечество и не остался перед ним в долгу: созданная им Пулковская обсерватория никогда не исчезнет из летописей астрономии.

Ньюкомб справедливо говорил: “В астрономии есть нечто замечательное, отличающее ее от других наук, например даже от физики и химии, – именно то, что здесь труды каждого поколения неразрывно связаны с работой следующего за ним; поэтому-то современную нам астрономию можно назвать наследницей астрономии, существовавшей две тысячи лет назад”. Итак, летописи астрономии – это самое прочное создание человеческой деятельности.

И если допустить невероятную мысль, что имя России когда-нибудь совершенно исчезнет из летописей всемирной истории, то мы должны сохранить уверенность, что оно навсегда останется в летописях астрономии, и отдаленное человечество будет во всяком случае знать, что Россия была страной, в которой для пользы науки существовала Пулковская обсерватория, воздвигнутая по плану великого естествоиспытателя в эпоху всеобщего закрепощения мысли.

notes

Note1

далее в очерке автор называет его Вильгельмом – именем, данным ему от рождения. – Ред.

Note2

Процветаешь, возрастаешь, aima mater! (лат.)

Note3

“Описание обсерватории Пулково” (фр.).

Note4

“Астрономические вести” (нем.).

Note5

“Физико-математический бюллетень” (фр.).

Note6

“Очерки по астрономии звезд” (фр.).