Космология Ньютона

Непосредственными теоретическими знаниями, на которые опирался Ньютон, были не только закон инерции тел, открытый Галилеем, и законы движения планет, открытые Кеплером, но также формула центростремительной силы, полученная Гюйгенсом. Последняя формула дала Ньютону ключ для объяснения того, каким образом могло возникнуть движение планет по эллиптическим орбитам. Ньютон пришел к выводу, что для полного объяснения этого движения достаточно допустить существование такой же силы, как и центростремительная сила Гюйгенса. Эта сила превращает прямолинейный путь планеты, совершаемый по инерции, в путь криволинейный, эллиптический. В качестве примера эллиптического движения Ньютон рассматривает движение Луны вокруг Земли. Гениальность Ньютона сказалась в том, что ему пришла мысль, не есть ли центростремительная сила, отклоняющая прямолинейное инерционное удаление Луны от Земли, та же самая сила, которая заставляет всякое брошенное вверх или лишенное подпорки тело падать на Землю по направлению к центру Земли. Но если это так, если притяжение Земли не прекращает своего действия на расстоянии, отделяющем Луну от Земли, то имеются основания думать, что это действие принадлежит всякому телу и проявляется по отношению ко всякому другому телу, как бы оно ни было удалено от первого. Всеобщее значение этого закона подтверждал такой важный факт, как подчинение движения всех планет Солнечной системы законам Кеплера. Законы эти, как показал Ньютон, могут быть все выведены, в качестве следствия, из закона всемирного тяготения, который гласит, что любые две материальные частицы взаимно притягивают друг друга с силой прямо пропорциональной массам этих частиц и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. Закон всемирного тяготения, изложенный Ньютоном в ≪Математических началах натуральной философии≫, стал основой всей небесной механики.

Последствия открытия этого закона были неисчислимы. Закон Ньютона дал возможность решить громадное число вопросов и задач, казавшихся недоступными и неразрешимыми астрономам доньютоновской эпохи. На основе закона Ньютона были определены относительные массы Солнца и планет, их плотности, а также пути, проходимые в первую секунду свободно падающими на их поверхность телами. Было дано объяснение явлений сжатия у полюсов не только Юпитера, но и Земли. Были объяснены и явления морских и океанических приливов и отливов, которые оказались следствием соединенного действия на Землю притяжения Луны и Солнца. Впервые был объяснен ряд важнейших, частично известных уже древним, но не объясненных ими неравенств в движении Луны: эвекция, вариация и годичное уравнение. Впервые было дано физическое объяснение открытого еще Гиппархом явления прецессии, которое есть результат гравитационного действия, производимого Солнцем и Луной на слегка сжатую у полюсов и потому не во всех своих точках равномерно подверженную действию этих тел Землю. Применение закона всемирного тяготения к движению комет вокруг Солнца положило основание теории кометных орбит и предвычислению их появления вблизи Земли и Солнца.

Так велики были успехи, достигнутые Ньютоном в области космологии. Неизмеримо отставали от них воззрения Ньютона по вопросам космогонии. Огромным успехам небесной механики на про тяжении ее развития от Кеплера до Ньютона не соответствовал, однако, уровень философского осознания новой астрономической картины мира. Законом тяготения объясняется наблюдаемое движение планет и комет по орбитам ≪постоянного рода и положения≫, но происхождение этих устойчивых движений механика объяснить не может. Необъяснимо, по мнению Ньютона, бросающееся в глаза различие между почти круговым движением планет и ≪весьма эксцентрическим≫ движением комет, описывающих в пространстве сильно вытянутые эллипсы или даже параболы и гиперболы. Только ≪Высшая Разумная сила≫, по Ньютону, могла быть причиной такого разнообразия, с одной стороны, и такого ≪изящнейшего соединения Солнца, планет и комет≫ в одну стройную систему,— с другой. Огромные, неизмеримые по тому времени, расстояния между звездами Ньютон считал явным указанием на вмешательство божественной силы с той целью, чтобы ≪системы неподвижных звезд от своего тяготения не падали друг на друга≫. Даже особенности движения планет не могут, по мнению Ньютона, быть исчерпывающе объяснены на основе механики. Закон тяготения объясняет возмущения в движении планет, объясняет центростремительное ускорение планет, в силу которого планеты ≪падают≫ на Солнце, но закон

тяготения не может объяснить, откуда взялось движение планет, которое стремится удалить планету по касательной к орбите. Это движение, складываясь с центростремительным, приводит к орбитальному движению ее вокруг Солнца.