Ale kosmos! - ebook

Był sierpień 1684 roku, dwadzieścia lat po Restauracji Stuartów. Rządy Karola II stopniowo przestawały ekscytować Brytyjczyków. Drogi były w kiepskim stanie, a letnia fala gorąca z pewnością nie pomagała; grunt musiał być popękany, a powietrze szare od pyłu. To był chyba jednak najmniejszy z problemów, z jakimi borykał się Edmund Halley w drodze z Londynu do Cambridge.

Dwa lata przed trzydziestymi urodzinami Halleyowi można było wręcz pozazdrościć sytuacji życiowej. Był powszechnie uważany za jednego z wiodących współczesnych astronomów, a dzięki majątkowi ojca mógł swobodnie realizować swoje zamiłowanie do gwiazd. Halleyowie zajmowali się produkcją mydła, a po Wielkiej Zarazie w latach 1665–1666, gdy kąpiele stały się modne wśród Londyńczyków, niespodziewane dorobili się wielkiego bogactwa.

Dzięki dobrej sytuacji ekonomicznej swojej rodziny Edmund zdobywał edukację w prestiżowej St Paul’s School w Londynie, a następnie w Queen’s College w Oksfordzie. Tam wyrósł na przystojnego i bystrego młodzieńca, który nie stronił od dam i cieszył się reputacją niespokojnego ducha. Okrył się sławą, gdy zrezygnował ze studiów, uznawszy, że przestarzały sylabus tłamsi jego intelekt, a następnie uzyskał patronat króla nad projektem utworzenia mapy południowego nieba z tropikalnej Wyspy Świętej Heleny na Oceanie Atlantyckim. Tego typu mapa miała wówczas kapitalne znaczenie militarne, cała marynarka wojenna nawigowała bowiem w oparciu o precyzyjne mapy nieba.

Halley z ogromną pewnością siebie wywiązał się z powierzonego mu zadania i 18 miesięcy później powrócił z mapą informującą o położeniu 341 gwiazd. Nazwał ponadto jeden z gwiazdobiorów mianem Robur Carolinum (Dąb Karola)¹, na cześć drzewa, w którym jego król miał skrywać się przed żołnierzami Olivera Cromwella po bitwie pod Worcester w 1651 roku.

Mapa nieba Halleya ulokowała go na mapie europejskiej społeczności naukowej. W niedługim czasie podróżował już po całym kontynencie, odwiedzając najwybitniejszych astronomów swojej epoki, aby omawiać z nimi najnowsze odkrycia i techniki obserwacyjne. W 1682 roku zaobserwował kometę, która później miała otrzymać jego imię za sprawą pionierskich obliczeń jej orbity, których dokonał w 1704 roku. W 1684 roku zajmowały go jednak nie orbity komet, lecz ruchy planet. To właśnie związane z nimi zagadki skierowały go tego lata ku Cambridge, a później miały pchnąć świat w kierunku zupełnie odmiennego rozumienia Kosmosu i zupełnie nowej metody gromadzenia wiedzy.

W przeszłości Wszechświat uważano za względnie prosty. Były Słońce, Ziemia i Księżyc – trzy najbardziej oczywiste ciała niebieskie. Były też gwiazdy, pojawiające się co noc, stale w tych samych konstelacjach. Oprócz tego istniało pięć cudownie tajemniczych obiektów, pięć widocznych gołym okiem planet. Merkury, Wenus, Mars, Jowisz i Saturn gonią się po niebie, każdy w swoim tempie, napędzani przez nieznane siły. To zresztą właśnie ten ruch kazał Grekom określić te obiekty jako planetes (wędrowców).

Wiedziano o nich niewiele ponad to, że różnią się barwą i jasnością. Mars był czerwony. Jowisz i Wenus stanowiły dwa jaśniejące białe punkty, choć ten pierwszy często widziano na w pełni zaciemnionym nocnym niebie, a ta druga ujawniała się tylko o świtaniu i o zmierzchu. Pod tym względem łączyło ją pewne pokrewieństwo z Merkurym, którego nigdy nie sposób było przyskrzynić po ciemku. Saturnowi z kolei nie była obca najczarniejsza noc, a jego złowieszczą obecność i żółtawą barwę kojarzono ze smutkiem i przygnębieniem, podobnie jak przynależny mu w alchemii ołów.

Pytanie o przyczynę ruchu planet pozostawało bez odpowiedzi przez tysiąclecia. Niektórzy uważali, że odpowiedzialne są za niego zastępy maszerujących aniołów, to jednak prowadziło do kolejnego pytania: dlaczego? Jeśli we wszystkich tego typu poszukiwaniach występowało jakieś wspólne, nieme założenie, to tylko to, że niebiosa są uporządkowane i nic nie dzieje się na nich bez przyczyny. Jakiemu celowi służą więc nieustające w swym ruchu sfery niebieskie?

Astrologia, system poglądów zogniskowany wokół przewidywania przyszłości, oferowała na to pytanie swoją odpowiedź. Wpływ planet, uważali astrolodzy, docierał na Ziemię, oddziałując na nasze emocje i osobowość. Saturn, jak już wspomniałem, odpowiadał za ponure myśli i apatię. Jowisz związany był z nastrojem myśliwskim. Wszystko – od namiętności, przez muzykę, po działania wojenne – wywodziło się od planet. Położenie niebiańskich wędrowców w momencie naszego narodzenia wywierało na nas trwały wpływ, czyniąc nas szczególnie podatnymi na wykształcenie określonych cech charakteru. Im wyżej na niebie znajdowała się planeta, tym ten wpływ był silniejszy. Pod wieloma względami astrologia stawała się prekursorem psychologii, szukając źródeł naszej osobowości i przyczyn, dla których zachowujemy się tak a nie inaczej.

Porównując bieżące położenie planet z tym, jakie zajmowały one w momencie narodzin klienta, astrolog doradzał, jak przyszłe zdarzenie wpłynie na delikwenta i jaka jest w związku z tym najbardziej wskazana ścieżka postępowania: być może należało poczekać, aż dana planeta zajdzie lub na niebie pojawi się inna, o przeciwnym charakterze.

Niemiecki matematyk i astronom Johannes Kepler (1571–1630) w dużym stopniu zarabiał na życie właśnie jako astrolog. W tym celu musiał dokładnie znać położenie gwiazd i planet. Tu wkracza astronomia, dostarczająca map nieba i efemeryd planet. Rzeczywista natura planet i czynniki determinujące ich orbity pozostawały jednak nieznane, ponieważ astrologowie po prostu nie potrzebowali tego typu informacji. Większości z nich wiedza taka nie interesowała, gdyby ich jednak przycisnąć, mogliby odpowiedzieć, że ruch ciał niebieskich wynika z woli Boga, jest więc poza zasięgiem głupiutkich ludzi.

Kepler na tym nie poprzestawał. Zastanawiała go natura oddziaływań astrologicznych. Spekulował nawet, czy nie dałoby się skonstruować domu wyposażonego w specjalną warstwę ochronną, która chroniłaby jego mieszkańców od wpływów planetarnych (często niepożądanych). Tego typu myślenie doprowadziło go do badań nad naturą planet.

Pracujący w pierwszych dekadach XVII wieku Kepler prowadził coś, co później określił jako „wojnę z Marsem”. Potrzebował więcej niż dziesięciu lat, aby zatriumfować.

Jak wielu sobie współczesnych, był człowiekiem głęboko religijnym i przekonanym o istnieniu porządku we Wszechświecie. Poszedł jednak o krok dalej, wierząc, że porządek ten ma charakter matematyczny, a dzięki zastosowaniu geometrii możliwe jest odkrycie niczego innego, jak tylko wzorca boskiego projektu Kosmosu.

W poszukiwaniu tego wzorca spędził lata, próbując ustalił rozmiar i kształt orbity Marsa i studiując dane obserwacyjne zgromadzone przez wybitnego duńskiego astronoma Tychona Brahe. Analizę utrudniał fakt, że Ziemia, wędrująca po własnej orbicie, stanowi ruchome obserwatorium. Pierwszym zadaniem było więc odjęcie od wyników Brahe skutków ruchu Ziemi. Dokonawszy tego, Kepler odkrył rzeczywisty ruch Marsa, dokonujący się po orbicie eliptycznej wokół Słońca. Zachęcony tym sukcesem przeszedł do innych planet i za każdym razem stwierdzał, że poruszają się one po orbitach eliptycznych.

Wyniki jego zmagań jeszcze dziś budzą podziw. Po ponad dekadzie wysiłku i niestrudzonego powtarzania obliczeń odkrył, że ruchy planet można opisać za pomocą zaledwie trzech praw matematycznych. Owe trzy prawa po dziś dzień są omawiane na początku każdego współczesnego kursu astronomii.

Pierwsze z nich głosi, że planety poruszają się po orbitach eliptycznych wokół Słońca. Drugie to precyzyjny opis matematyczny tego, w jaki sposób planety przyspieszają w pobliżu Słońca i zwalniają wraz z oddalaniem się od niego. Trzecie prawo wiąże ze sobą średnią prędkość planety z wielkością jej orbity; z prawa tego wynika, że planety bardziej odległe poruszają się wolniej.

Osiągnięcie Keplera przyniosło oczywiście potężny postęp naukowy, jednak nie mniej doniosła była wartość jego odkrycia dla kultury. Mierząc położenia gwiazd, Tycho Brahe usidlił przyrodę i wyraził ją przez liczby. Kepler posłużył się matematyką, aby z tych informacji – setek stron surowych danych – wydestylować coś bardzo znaczącego: precyzyjny opis ruchu planet, który można zanotować w trzech linijkach prostej matematyki. A przy tym dokonał tego w dziedzinie, która zdawała się najsilniej wymykać ludzkim mocom poznawczym: w badaniach niebios.

Praca Keplera zagrzała wszystkich do boju. Oto obserwacje w połączeniu z mocą ludzkiego umysłu pozwalają na rozwikłanie sekretów należących do sfer Wszechświata, o których osobistym dosięgnięciu żaden człowiek nie mógłby nawet marzyć.

Przy całym sukcesie, jaki odniósł Kepler, jego teoria nie odpowiadała jednak na wszystkie pytania. Dało się przy jej użyciu opisać ruch planet, ale nie przyczynę tego ruchu. Intuicja podpowiadała mu, że jest to jakiegoś typu wpływ pochodzący od Słońca, jednak natura matematyczna tego wpływu mu umykała. Ostatecznie Kepler raczej przetarł szlak, niż dotarł do punktu docelowego. Wiele lat później Edmund Halley wędrował tą samą ścieżką – i nie był na niej sam.

W Londynie grupa dżentelmenów, którzy poświęcili życie na badania przyrodnicze, zebrała się pod egidą Karola II, przyjmując dla swojego stowarzyszenia nazwę Towarzystwa Królewskiego w Londynie dla Rozszerzania Wiedzy o Przyrodzie (Royal Society of London for Improving Natural Knowledge). Dziś organizację tę określa się po prostu jako Royal Society, jednak jej motto pozostało bez zmian: nullius in verba. Zwrot ten można luźno przetłumaczyć jako „nie na słowo” – wyraża on zasadę, iż opinia jednostki nie ma znaczenia w nauce. Nie można zaakceptować żadnej wiedzy, dopóki obserwacje nie potwierdzą, że jest ona zgodna z rzeczywistym stanem rzeczy.

W styczniu 1684 roku Halley spotkał się z dwoma innymi członkami Towarzystwa Królewskiego. Byli to astronom i architekt Christopher Wren oraz doświadczalnik i geodeta Robert Hooke. Obaj kierowali procesem odbudowy Londynu po Wielkim Pożarze 1666 roku, jednak tego wieczora rozmowa dotyczyła tego, co właściwie sprawia, że planety postępują w zgodzie z prawami Keplera.

Po wykonaniu paru drobnych operacji matematycznych wszyscy wspólnie doszli do wniosku, że z trzeciego prawa Keplera, wiążącego ze sobą średnią prędkość planety z jej odległością od Słońca, wynika występowanie siły o bardzo szczególnym charakterze: takiej, która spada wraz z kwadratem odległości. Oznacza to, że gdyby dwukrotnie zwiększyć odległość planety od Słońca, siła spadłaby czterokrotnie; gdyby odległość wzrosła trzykrotnie, siła zmalałaby dziewięciokrotnie. Wyzwanie polegało na tym, aby wykazać matematycznie, iż tego typu prawo prowadzi do wykształcenia się orbit eliptycznych.

Trzech filozofów pochylało się nad stołem w aromatycznym cieple Jonathan’s Coffee House, ukrytej w labiryncie uliczek w samym sercu londyńskiego City, gdy Hooke ogłosił, że potrafi tego dowieść, jednak z demonstracją wstrzyma się do czasu, aż inni spróbują i poniosą klęskę. Wren zaoferował mu za ów dowód 40 szylingów, jednak Hooke był nieprzejednany.

Nie jest dziś jasne, jakie są przyczyny takiego zachowania Hooke’a. Być może kłótliwy doświadczalnik po prostu się przechwalał. Dowód ów z pewnością nie jest prosty do przeprowadzenia, a Hooke nie należał do przesadnie zdolnych matematyków. Halley rachował znacznie lepiej, zadanie było jednak ponad jego siły i ostatecznie w sierpniu 1684 roku skierowało jego kroki do Cambridge. Astronom postanowił poprosić o pomoc Isaaka Newtona.

Newton cieszył się wówczas mieszaną reputacją i nie był jeszcze publicznie szanowaną figurą, jaką stał się pod koniec życia. Pogardzał londyńską socjetą i rodzącym się towarzystwem tamtejszych filozofów przyrody, realizując się w znacznie bardziej mrocznej dziedzinie alchemii. Całymi dniami siedział przy palenisku w zaciemnionych pomieszczeniach Trinity College, skąpany w gryzących wyziewach, mieszając substancje i próbując rozwikłać sekrety transmutacji.

Celem prawdziwego alchemika było nie poszukiwanie bogactw, lecz próba uzyskania kamienia filozoficznego. Eliksir ten miałby przekształcać jedną substancję w drugą, tak więc zamiana prostych metali w złoto stanowiłaby tylko jeden z przykładów tkwiących w nim mocy. Kamień filozoficzny miałby również kryć w sobie sekret różnicy pomiędzy organizmami żywymi a materią nieożywioną. Tego chciał Newton: władzy nad życiem i śmiercią.

Wystarczająco dramatycznie brzmiałoby już stwierdzenie, że wizyta Halleya zmieniła życie Newtona, jednak prawda jest taka, że wizyta ta odmieniła bieg historii. Świat, w którym dzisiaj żyjemy, spoczywa na fundamencie pracy, do której skłoniła Newtona właśnie rozmowa z Halleyem. Gdy jednak Halley wkraczał do pokoju Newtona w Trinity College, żaden z nich nie wiedział, jakie cuda ujawnią się przed ich oczami.

Zgodnie ze świadectwem, jakie Newton przekazał swojemu przyjacielowi francuskiemu matematykowi Abrahamowi de Moivre, Halley zadał mu proste pytanie: jaka byłaby ścieżka planety pod wpływem siły spadającej wraz z kwadratem odległości? Newton odpowiedział: eliptyczna, czyli taka, jaką opisuje pierwsze prawo Keplera. Halley uniósł się „radością i podziwem” i poprosił o dowód. Przeszukawszy swoje notatki, Newton stwierdził, że dowód zaginął.

Można sobie tylko wyobrażać zawód, jaki przeżył Halley. Oto już drugi człowiek, który twierdzi, że przeprowadził całe rozumowanie, jednak nie jest w stanie tego zademonstrować. W przeciwieństwie do Hooke’a, Newton obiecał, że ponownie spisze swój dowód i prześle go do Londynu, Halley odjechał więc z pustymi rękami. Mijały miesiące i z każdym dniem obietnica Newtona musiała mu się zdawać coraz mniej godna wiary.

Halley nie wiedział jednak, co działo się w tym czasie w Cambridge. Newton porzucił alchemię i z niespotykaną wcześniej energią rzucił się w wir filozofii przyrody.

Po nieszczęśliwym początku, gdy wiele obliczeń okazało się błędnych, po mylnym oznaczeniu osi na pośpiesznie sporządzonym wykresie, nastąpił postęp. Newtonowi udało się wyprowadzić pierwsze prawo Keplera, po czym zdał sobie sprawę, że do zrobienia jest więcej – znacznie więcej. W listopadzie praca była ukończona.

Przesłany Halleyowi dokument zawierał wyprowadzenia wszystkich trzech praw Keplera oraz uogólnioną formę pierwszego z nich, zgodnie z którą kształt orbity wynika ze średniej prędkości danego ciała niebieskiego. Elipsa to tylko jedna z możliwości; możliwe są również inne figury matematyczne.

Halley był pod wielkim wrażeniem i natychmiast udał się z kolejną wizytą do Cambridge, aby uzyskać zgodę Newtona na upowszechnienie jego pisma. Newton odmówił, twierdząc, że praca nie jest jeszcze ukończona. Dokonując obliczeń w celu wyjaśnienia ruchów planet, uświadomił sobie możliwość skonstruowania zupełnie nowej nauki wyjaśniającej ruch wszystkich ciał fizycznych – nie tylko planet.

Trajektorie planet można było obliczyć ściśle, nie uwzględniając tarcia ani innych form oporu charakterystycznych dla ruchu. Gdy jednak wzięto tego typu siły pod uwagę, ujawniały się inne trajektorie – przypominające ruch ciał spadających na powierzchnię Ziemi. Zafascynowany tym faktem matematyk z Cambridge drapieżnie rzucił się na temat. Spod jego pióra wypływały kolejne listy do europejskich filozofów z prośbą o informacje o obserwacjach i pomiarach, które mogłyby mu posłużyć do sprawdzania poprawności jego przewidywań. Pytał o godziny przypływów i odpływów w Deptford, obserwacje zbliżeń Jowisza i Saturna oraz ścieżki wędrujących po nocnym niebie komet.

W jednym z tych listów, do Astronoma Królewskiego Johna Flamsteeda Newton zadeklarował, że jego praca pozostanie utajniona, dopóki nie będzie z niej w pełni zadowolony. „Wolałbym dogłębnie to wszystko zrozumieć, zanim opublikuję swoje prace”, pisał.

Zajęło to niemal trzy lata. W okresie tym praktycznie nie opuszczał domu i zajmował się głównie pracą. Pokój dzielił ze swoim sekretarzem Humphreyem Newtonem. Choć nie byli spokrewnieni, Humphrey poznał Isaaka lepiej niż którykolwiek z członków jego rodziny. Był świadkiem kompulsywnych zachowań wielkiego filozofa i opisywał, że bywał on tak pochłonięty pracą, że jadał tylko sporadycznie, czasem całkowicie zapominał o posiłkach, a zajęcia domowe wykonywał kompletnie bezwiednie, uporczywie myśląc o pracy. Zdarzało się, że wykrzykiwał jak Archimedes, biegł do biurka i pośpiesznie zapisywał kolejne strony tekstu, nie mając nawet czasu na to, by usiąść.

W 1687 roku opus magnum Newtona, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica², było ukończone. Filozof i jego dzieło wyszli na światło dzienne z pracowni w Cambridge, ku odmienionej Anglii.

Karol II zmarł, a koronę otrzymał jego brat – katolik Jakub II – przy niechęci protestanckiego rządu. W osobie Jakuba uobecniała się stale niepokojąca Anglików groźba władzy Watykanu. Sytuacja polityczna była niespokojna, a nad krajem unosiło się widmo wojny domowej. W powietrzu czuć było niepewność i chaos.

Tym, którzy potrafili zrozumieć zawiłą matematykę Newtona – i, co równie istotne, skłonni byli w nią uwierzyć – Principia dawały znak pewności. Praca ta wykazywała, że ruch zawsze wynika z siły. Jeśli dane ciało się porusza, zawsze można obliczyć, jaką przyłożono do niego siłę. Czasem ma ona charakter oczywisty, jak wtedy, gdy wół ciągnie wóz, dziewczynka podrzuca piłkę albo grupa mężczyzn opiera się o mur, aby go obalić. W innych sytuacjach źródło siły jest nieoczywiste, jak wtedy, gdy przedmiot spada na podłogę, kamyk toczy się w dół wzgórza albo planeta sunie po swojej orbicie. Newton pisał, że owa niewidoczna siła to grawitacja. Choć może się to wydawać trudne do pojęcia, spadający na ziemię deszcz i mknąca po nocnym niebie kometa pozostają pod wpływem tej samej siły grawitacji.

W tej pięknej teorii krył się jednak pewien haczyk. W modelu Newtona grawitacja jest siłą działającą w poprzek próżni, bez potrzeby nawiązywania bezpośredniego kontaktu pomiędzy ciałami. Koncepcję tę Newton określił jako „działanie na odległość”, a jednym ze źródeł inspiracji była dla niego alchemia, w której uznaje się, że Kosmos przeniknięty jest rozmaitymi siłami niematerialnymi, które alchemik może próbować ujarzmić w toku swych eksperymentów. Alchemia miałaby pośredniczyć między światem materialnym a duchowym, stan umysłu alchemika zaś mieć wpływ na wynik doświadczenia.

Newton właściwie twierdził, że grawitacja jest jedną z owych sił duchowych, jednak odnalazłszy jej sformułowanie matematyczne, zdał sobie sprawę, że nie jest ona zależna od aktywności umysłu. Na jej siłę wpływają wyłącznie masy przyciągających się obiektów i kwadrat odległości między nimi. Bez względu na to, jak bardzo się koncentrował, nie udawało mu się wpłynąć na siłę grawitacji. Siła ta była w pełni materialna.

Rzecz w tym, że działanie na odległość powszechnie uważano za nienaukowe. Większość filozofów przyrody uznawała przyrodę za mechanizm, co oznacza, że ruch można przekazać wyłącznie przez kontakt bezpośredni.

Aby to zilustrować, wyobraźmy sobie, że stoimy przy jednym końcu długiej półki z książkami i chcemy popchnąć najbardziej oddalony od nas tom, nie podchodząc do niego. Jedynym sposobem dokonania tego byłoby popchnięcie pierwszej książki tak, aby oparła się na następnej, wywołując efekt domina, aż ostatecznie siła zostałaby przekazana na sam koniec półki. Aby wyjaśnić siły grawitacyjne, filozofowie przyrody postulowali, że eter, wypełniająca Kosmos substancja podobna do płynu, unosi ze sobą planety jak rzeka unosi liście.

Równania Newtona nie domagały się jednak eteru. Co więcej, gdy ruch planetarny modeluje się jako skutek wirowania eteru, wraz z całym uwikłanym w ten proces tarciem i oporem, wyniki okazują się błędne. Jedyne, co daje dobre rezultaty, to ulotne działanie na odległość – oznacza to jednak, że nie wiadomo, czym tak naprawdę jest grawitacja i jak działa. Wielu ludziom propozycja ta zbyt silnie pachniała astrologią i obecnymi w niej mistycznymi wpływami niebios, i na tej podstawie odrzucali model Newtona. Gdy debatę przedstawi się właśnie w ten sposób, na światło dzienne wychodzi prawdziwa moc nauki uprawianej na sposób matematyczny, ponieważ wzory Newtona pozwalają na wysuwanie przewidywań, które następnie można testować obserwacyjnie. Gdyby się okazało, że przewidywania te się sprawdzają, to bez względu na to, czy się to komuś podoba, czy nie, model należy uznać za słuszny – i tu wkracza Halley i jego kometa.

Młody astronom był tak silnie uwikłany w proces powstawania i publikacji dzieła Principia Newtona, że bez niego dzieło to nigdy by nie powstało. Nie tylko pełnił rolę redaktora i wydawcy, lecz także wsparł proces wydawniczy finansowo, ponieważ Royal Society wyczerpało środki, publikując The History of Fishes (Historię ryb), „pewniaka”, który jednak ostatecznie nie poruszył czytelników i sprzedawał się mizernie. W istocie Towarzystwo Królewskie tak silnie zamotało się we własne sieci, że Halleyowi, który pełnił wówczas rolę sekretarza, zapłacono pewnego razu w egzemplarzach nieszczęsnego dzieła ichtiologicznego.

Orbity komet okazały się niemal równie kłopotliwe jak historia ryb. Jeszcze dziś obiekty te stanowią wyzwanie dla naukowców, a co dopiero w XVII wieku, kiedy niemal każdy ich aspekt pozostawał zagadką. Przez stulecia uważano je za zjawiska atmosferyczne wieszczące nadchodzącą katastrofę.

W XVI wieku niemiecki malarz i astronom Georg Busch opublikował niezwykły komentarz, w którym stwierdził, że komety „powstają, gdy z Ziemi wznoszą się ludzkie grzechy i niegodziwości, formując swoistego rodzaju gaz, który zapala się następnie od gniewu Boga. Ta trująca materia spada potem na ludzkie głowy, wywołując wszelakiego rodzaju utrapienia, jak zarazy, nagłą śmierć, złą pogodę i Francuzów”. Serio.

Jedną z osób, które rozliczyły Buscha z tych absurdalnych, niczym nieuzasadnionych poglądów, był Tycho Brahe. W potężnym katalogu obserwacji astronomicznych, które wraz z asystentami zgromadził w ostatnich dekadach XVII wieku, znalazła się również wzmianka o jasnej komecie, która ukazała się w 1577 roku. Z obserwacji tych wynikało, że kometa poruszała się w przestrzeni kosmicznej, a nie w atmosferze ziemskiej. Brahe skrytykował więc opinie Buscha jako „bzdury” i przedstawił własne obliczenia, z których wynikało, że musiała być przynajmniej czterokrotnie bardziej oddalona od Ziemi niż Księżyc.

Choć wartość ta była niemal z pewnością poważnie niedoszacowana, zasadniczy wniosek był już w czasach Newtona jasny: komety to obiekty w przestrzeni kosmicznej, podlegające grawitacji Słońca, a więc i znajdujące się na swych orbitach wokół niego.

Aby tego dowieść, Newton przeanalizował dwie komety. Pierwsza z nich pojawiła się na niebie wieczornym w 1680 roku, druga na niebie porannym w 1681 roku. Matematyk uznał, że jest to ten sam obiekt podróżujący po silnie wydłużonej orbicie wokół Słońca i stwierdził, że najlepszym opisem tej orbity jest krzywa określana jako parabola. Obliczenia były jednak tak żmudne, że Newtonowi wcale się nie śpieszyło, aby przeprowadzać je dla innych komet.

W 1704 roku wyzwania podjął się Halley. Wyznaczył orbity dla 33 komet zaobserwowanych w latach 1337–1698. Zwłaszcza trzy zwróciły jego uwagę. Komety z lat 1531, 1607 i 1682 wędrowały po podobnych ścieżkach. Ich orbity nie były identyczne, ale wystarczająco do siebie zbliżone, aby warto było przyjrzeć się im bliżej.

Olśnienie spłynęło na niego, gdy przypomniał sobie o Newtonowskiej zasadzie powszechności grawitacji. Był to drugi przejaw wielkiej przenikliwości Newtona, po działaniu na odległość; to właśnie ta idea miała mu przyjść do głowy, gdy ujrzał jabłko spadające z drzewa. To wydarzenie, jak twierdził, kazało mu się zastanawiać nad zakresem oddziaływania grawitacji. Rozważał też, ile siły byłoby konieczne, aby wystrzelić coś w górę z taką prędkością, by już nigdy nie spadło na Ziemię.

1. Gwiazdozbiór ten nie znalazł się na oficjalnej liście opublikowanej w 1922 roku przez Międzynarodową Unię Astronomiczną. Robur Carolinum znajduje się w pobliżu dzisiejszych gwiazdozbiorów Krzyża Południa i Kila.

2. Są dwa polskie przekłady tego dzieła: Matematyczne zasady filozofii przyrody w tłumaczeniu Jarosława Wawrzyckiego (Copernicus Center Press, Kraków 2011) i Matematyczne zasady filozofii naturalnej w tłumaczeniu Sławomira Brzezowskiego (Copernicus Center Press, Kraków 2015) .

Zapraszamy do zakupu pełnej wersji książki