История развития астрономии

Реферат на тему:

История развития астрономии

Первое тысячелетие: путь к познанию

Средние века, с начала IV и до XV вв. включительно, были периодом значительного упадка в развитии естественнонаучных знаний на европейском континенте. Причинами тому были гибель к началу этого периода вместе с разрушением государства Византии первого в Европе греко-римского центра культуры и науки. Завоеватели -- северные «варвары» с одной стороны, и арабские племена с Аравийского полуострова с другой, стояли на чрезвычайно низком уровне развития. Лишь спустя века более высокая античная культура стала вновь пробиваться уже в среде завоевателей, сначала в арабском мире, где раньше были переведены сохранившиеся древнегреческие научные трактаты. Религия христианства (утвердившаяся к IV в.), как и возникшая в VII в, религия ислама на Востоке, с укреплением их как государственных религий, все более подавляли стремление к самостоятельному познанию и осмыслению мира, требуя согласования выводов о природе с первоначальными учениями основателей религии, Библии и Корана, соответственно. Разумеется, и в этих условиях человек не мог перестать размышлять об окружающем мире. Но при полном подавлении светского образования, особенно в феодальной Европе, центры «учености» переместились в монастыри. В результате, как невежественное население, так и образованные (т. е. грамотные, читающие) монахи и богословы стали воспринимать окружающий мир как бы сквозь фильтр все предопределяющей религиозной интерпретации явлений. Контрасты при таком истолковании природы были огромны. Под влиянием наиболее ревностных пропагандистов веры в массах укреплялось убеждение в ненужности, невозможности и даже греховности попыток узнать о мире больше, чем сказано в Библии. О том, до какого низкого уровня было доведено интеллектуальное состояние народа, ярче всего свидетельствует широкое распространение в VI в. «учения» бывшего купца, а затем византийского монаха Космы Индикоплова. Он изложил плоды своей «учености» в книге «Христианская топография Вселенной, основанная на свидетельствах Священного Писания, в коем христианам нельзя сомневаться». Четырехугольная Земля, соединенная с небом в виде твердого свода прямыми стенами, смена дня и ночи, «объясняемая» заходом светила (Солнца) за гору на севере -- вся эта «астрономическая картина мира» стоит на уровне едва ли не более низком, нежели в сказаниях иных «диких» племен Африки или Полинезии. О том же крайнем упадке знаний говорило высмеивание известными европейскими богословами III--V вв. идеи существования антиподов, а, следовательно, и теории шарообразности Земли. Подобные примитивные представления имели широкое распространение вплоть до XVII в., например в России.

Описание «системы Вселенной» в церковных рукописных сочинениях

В церковных рукописных сочинениях можно было встретить подробное описание «системы Вселенной», с указанием, какой архангел движет какое небо: «1-е небо от Земли, на котором планета Луна, движет Гавриил..., 2-е небо движет Уриил, планета Ермия [Меркурий] ..., 3-е небо движет Нафанаил, планета Афродит [Венера]» и т. д. Удивительное нагромождение фрагментов из правильных и неправильных представлений встречаем мы в описании звездного мира у известного русского церковного деятеля и одного из самых образованных людей допетровской России XVII в. Симеона Полоцкого. Он писал, что звезды «веществом чисты, образом круглы, числом огромны, размером малы, качеством светлы». Вместе с тем он добавлял к этому описанию чрезвычайно прогрессивную мысль о том, что они «земным вещам родственны», что полностью противоречило освященным церковью аристотелевым физическим принципам. Но в сочинениях наиболее глубоко мыслящих людей эпохи, которые тоже, как правило, были богословами или монахами, с самого начала утверждения христианства (позднее то же имело место и на Востоке) проявилась другая тенденция, в отличие от первой оказывающая немалое влияние на развитие знаний даже в наши дни. Эта тенденция проявилась впервые в стремлении ученых раннего средневековья совместить познания, отчасти дошедшие до них от древнегреческой культуры, отчасти получаемые путем собственных наблюдений и размышлений о мире, с глубокой, нередко искренней верой в существование сверхразума, управляющего миром, т. е. бога. Так, первые христианские богословы в Александрии III в. Клемент Александрийский и Ориген, понимая противоречивость между библейским описанием «творения» мира и действительностью (по Библии, бог «работал» днем и ночью,, еще до... создания самих Солнца и Луны, т. е. «дня» и «ночи»), пытались усмотреть в тексте Библии не буквальный, а символический смысл. Это было первой попыткой приспособить религиозное учение к действительности. Еще более четко проявилась эта тенденция в одной из наиболее ранних космолого-космогонических концепций, созданной Оригеном (185--254гг) на основе христианства. Он отстаивал, как это видно из его текста, идею множественности населенных миров, и даже множественности вселенных, в бесконечном процессе зарождающихся и умирающих, конечных во времени и пространстве. Вот как он это описывал: «Если Вселенная имеет начало, то чем проявлялась деятельность Бога до сотворения Вселенной? Грешно и вместе с тем безумно было бы думать, что божественная сущность пребывала в покое и бездеятельности, и было время, когда благость ее не изливалась ни на одно существо, а всемогущество ее ничем не проявлялось. Полагаю, что еретику нелегко ответить на это. Что касается меня, то скажу, что Бог приступил к своей деятельности не в то время, когда был создан наш видимый мир, и подобно тому, как после окончания последнего возникает другой мир, точно так же до начала Вселенной существовала другая Вселенная... Итак, следует полагать, что не только существуют одновременно многие миры, но и до начала нашей Вселенной существовали многие вселенные, а по окончании ее будут другие миры». Если только... убрать слово «Бог» и заменить механизм осуществления процессов в природе: вместо волевого «творения» предположить саморазвитие материи, то перед нами будет концепция, близкая к некоторым современным космолого-космогоническим представлениям. Однако именно идея волевого вмешательства, творения, вела к утрате самостоятельности мышления, глушила попытки самостоятельного анализа действительности. Между тем после периода полнейшей утраты связей с древнегреческой культурой и наукой эти связи постепенно восстановились к IX в. благодаря арабским переводам некоторых сохранившихся древнегреческих сочинений, в первую очередь «Альмагеста» Птолемея и сочинений Аристотеля.

Геоцентрическая астрономическая картина мира

В странах Востока и Средней Азии с их более подвижным тогда образом жизни, развитием торговли и в значительной степени под влиянием нужд весьма популярной в то время астрологии были восприняты прежде всего и продолжены наблюдательные части работ античных ученых. В Европе, напротив, внимание вначале сосредоточилось на общих учениях Аристотеля -- Птолемея о мире. В результате был сделан новый регрессивный шаг: религиозные учения, прежде всего католическое, были прочно привязаны к устарелым космологическим представлениям. Первым этот шаг сделал в XII в. знаменитый теолог, отец схоластики Фома Аквинский, В отличие от своих предшественников, слепо веривших слову Библии, он соединил с библейской легендой учение Аристотеля о мире и как бы подвел под нее научную основу. Так родилось поклонение авторитетам, «школе», иначе схоластика, не менее тормозившая развитие наук, нежели их прямой запрет. Но параллельно с распространением и узаконением учения Аристотеля о Вселенной и системы Птолемея с самого начала высказывались сомнения в их справедливости. На такие «еретические» мысли наводила чрезвычайная сложность, искусственность системы Птолемея и, что было самым главным, расхождение вычисленных на ее основе положений планет с действительностью. Еще в XIII в. король Кастилии и Леона Альфонс X Мудрый, собравший в Толедо пятьдесят астрономов для составления новых, более точных планетных таблиц, отозвался весьма критически о качествах системы Птолемея, а равно и о творческих способностях бога, которому готов был бы «посоветовать» сделать Вселенную лучше, а главное -- проще. Это были последние геоцентрические таблицы для планет. Наиболее глубоким мыслителям средних веков самым уязвимым в аристотелево-птолемеевой астрономической картине мира представлялось утверждение о неподвижности Земли. Быть может, не без влияния дошедших от древних греков знаний начинал заново осмысливаться кинематический принцип относительности движения. И потому в сочинениях как арабо-среднеазиатских астрономов (Бируни, 973--1048гг), так и европейских ученых и философов -- Жана Буридана (ок.1300 -- ок.1358гг) и Николая из Орема (ок. 1323--1382гг), высказывались обоснованные сомнения относительно неподвижности Земли и даже центрального ее положения во Вселенной. В своей книге «Вопросы к четырем книгам о небе и о Вселенной Аристотеля» Буридан писал, что «этот вопрос крайне труден» и что «прежде всего, имеется серьезное сомнение в том, что Земля находится прямо в центре Вселенной и что ее центр совпадает с центром Вселенной». Он считал также, что «имеется сильное сомнение в том, не перемещается ли Земля как целое... поступательно». (Правда, это допущение он обосновывал весьма туманно и наивно: «поскольку мы не сомневаемся, что зачастую многие ее части перемещаются, о чем мы узнаем с помощью наших чувств».) Далее Буридан показывает явное знакомство с рассуждениями древнегреческих физиков об относительности движения. «Многие люди,-- пишет он,-- как известно, считали вероятным, что движение Земли по кругу определенным образом не противоречит общепринятому и что каждый обычный день она совершает полный оборот с запада на восток, возвращаясь снова на запад, если принять какую-либо часть Земли [за точку для наблюдения]. Тогда необходимо допустить, что звездная сфера была бы в покое, и тогда ночь и день сменяли бы друг друга благодаря такому вращению Земли, так что это движение Земли было бы суточным движением. Нижеследующее есть пример такого рода состояния. Если кто-либо движется в корабле и воображает, что он покоится, то при виде другого, действительно покоящегося корабля, ему покажется, что этот другой корабль движется. Так будет потому, что его глаз окажется точно в таком же отношении к другому кораблю, независимо от того, находится ли его собственный корабль в покое, а другой движется, или же преобладает противоположная ситуация...» На невозможность по крайней мере доказать неподвижность Земли указывал и Николай из Орема в своем сочинении «Книга о небе и Вселенной».

Критика Птоломея, идеи Николая Кузанского и учение Бруно

Еще дальше в своей критике Птолемея заходил Бируни. Судя по имеющимся в его работах намекам, он даже склонялся к гелиоцентризму, провозгласить который открыто в его время было небезопасно. При этом его рассуждения о возможности движения Земли опирались на физическую идею о существовании тяготения между космическими телами (о чем он узнал из сочинении индийских прогрессивных философов во время своего пребывания в Индии). Эта гениальная идея, по существу, идея всемирного тяготения, высказанная, видимо, раньше всех индийским математиком, астрономом и философом VII в. Брахмагуптой, возродилась в Европе лишь спустя восемь столетий в трудах гениального ученого и мыслителя эпохи Возрождения Леонардо да Винчи (1452--1519гг). Новый смелый шаг в осмыслении окружающей Вселенной сделал в XV в. Николай Кузанский (действительное имя Николай Кребс, 1401--1464гг), выдающийся немецкий философ, теолог и ученый. Он видел мир все через ту же призму богословия, считая, что вся прекрасная упорядоченность Вселенной -- дело рук Творца и демонстрация его могущества. Вместе с тем Николай Кузанский первым полностью порвал с Аристотелево-Птолемеевым представлением о Вселенной и возродил идею, некогда отвергнутую Аристотелем,-- об отсутствии у Вселенной центра и края. В посмертно изданном сочинении, с названием более чем критическим -- «Об ученом незнании»,-- он изложил свои весьма нетрадиционные космологические взгляды. Вселенная провозглашалась неограниченной, поскольку в противном случае необходимо было бы допустить нечто, существующее за ее пределами, что в свою очередь противоречило бы определению Вселенной, как включающей все сущее. (Любопытно, что Вселенная названа у него именно «безграничной», а не «бесконечной», что приближает его рассуждения к современным представлениям). На основании этой концепции Вселенной Николай Кузанский сделал заключение, что не только Земля, но и Солнце и вообще любое космическое тело не могут быть центром Вселенной, центр которой, по его образному выражению, «везде», а граница -- «нигде». В этом утверждении он пошел не только против геоцентризма, но и против ранних гелиоцентристов, считавших Солнце центром всего мира, и мыслил более глубоко, нежели Коперник. Эти идеи Николая Кузанского первым воспринял и развил далее в XVI в. Джордано Бруно. Николай Кузанский утверждал не только возможность (на основе принципа относительности движения), но и реальную подвижность Земли в пространстве. Ощущение же неподвижности Земли (своей планеты), указывал он, должен испытывать любой наблюдатель на любом космическом теле, и все они в этом смысле равноправны. Так за сто лет до Коперника впервые был провозглашен, по существу, космологический принцип однородности Вселенной, в наши дни называемый иногда неточно «космологическим принципом Коперника». Николай Кузанский вразрез с учением Аристотеля утверждал также вещественное единство всех космических тел, включая Землю, и высказал убеждение в населенности Космоса («ни один из звездных участков не лишен жителей»). Итак, в первую половину средневековья, длившегося более тысячелетия, в Европе господствовала примитивная библейская картина мира, сменившаяся затем крайне догматизированной формой древних учений Аристотеля и Птолемея о Вселенной. В то же время накапливавшиеся астрономические наблюдения постепенно подтачивали основы этой картины. И на исходе ночи средневековья предрассветную тьму, подобно яркому метеору, прорезали гениальные идеи Николая Кузанского, на столетия опередившие его эпоху. Это были предвестники картины мира, которая впервые широко развернулась в конце XVI в. в философском учении Бруно и спустя еще столетие надолго утвердилась, как ньютоновская физическая картина мира.

Первые телескопические наблюдения

Галилео Галилей (1564--1642) один из основателей современного естествознания. Уже в ранние годы, сначала немногие близкие друзья, а затем и ученые, знакомившиеся с его идеями, увидели в нем не только талантливого университетского лектора, но и решительного и глубокого критика тех самых официальных взглядов в науке, которые ему приходилось излагать в своих лекциях по физике и астрономии. В письмах к друзьям и ученикам, получавших затем распространение в рукописных копиях, а также в работах, остававшихся долгое время неопубликованными, Галилей в 90-е годы XVI в. начал наступление на безнадежно устаревшую, но остававшуюся догмой физику Аристотеля, на узаконенную католической церковью геоцентрическую систему мира Птолемея, на традиционную схоластическую науку. Физика в то время сводилась к механике, проблемами которой Галилей занимался в течение всей жизни. Вместе с тем она охватывала широкий круг общих мировоззренческих, по существу, космологических проблем. До Галилея в ней в течение веков господствовали представления аристотелевской школы перипатетиков о принципиальном различии земных (точнее, подлунных) и небесных, или космических, явлений, о существовании насильственных и естественных движений. К первым относили движения под действием механической силы. При этом считалось, что они могут продолжаться, лишь пока действует сила. Второй вид движений якобы определялся самой природой тела и геометрическими свойствами замкнутого пространства Вселенной. По Аристотелю, тяжелые тела в своем естественном движении должны были падать с различной скоростью в зависимости от своей тяжести (веса). Аристотель полагал, что независимым от веса падение было бы лишь в пустоте, существование которой он как физик-экспериментатор отрицал. Галилей совершил подлинную революцию в механике, полностью разрушив представления аристотелевой физики, сложившиеся на основе слишком грубого повседневного наблюдения, либо, напротив, чисто умозрительные. Галилей впервые построил экспериментально-математическую науку о движении -- кинематику, законы которой он вывел в результате обобщения данных специально поставленных научных опытов. Сравнивая движение тел по наклонной плоскости с их свободным падением, он установил единство обоих движений, открыл законы свободного падения тел (в частности, независимость скорости такого падения от веса тела), установил законы качания маятника и построил теорию равномерно ускоренного движения. Этим не исчерпывается его вклад в механику. С ее помощью он заложил основы более общего научного метода выявления законов природы вообще. Прежде всего, он ввел в механику точный количественный эксперимент и математическое описание явлений, утверждая, что «книга природы написана языком математики». Метод же его экспериментально-теоретического исследования заключался в количественном анализе наблюдаемых частных явлений и постепенном мысленном приближении этих явлений к некоторым идеальным условиям, в которых законы, управляющие ими, могли бы проявиться так сказать, в чистом виде. Такой метод получил название индуктивного. Единственно, в чем Галилей остался аристотелианцем -- было его представление об инерциальном движении как движении по кругу. Начав эти исследования с небольшой работы «Диалог о движении», Галилей завершил их в своем последнем труде «Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки, относящихся к механике и местному движению [учение о местном движении развилось впоследствии в динамику] с приложением о центрах тяжести различных тел» (1638). Это сочинение явилось вершиной и итогом творчества Галилея -- физика. С именем Галилея связано не только открытие основных законов равномерно-переменного и ряда более сложных видов движения, но и установление основных понятий кинематики и динамики и открытие общего принципа классической механики (принцип относительности Галилея). Исследования его в области механики, которые он сам считал основными в своей деятельности, в значительной степени определили дальнейшее развитие этой науки и, наряду с законами Кеплера, легли в основу классической ньютоновской физики и физической картины мира. Однако в той грандиозной ломке мировоззрения в области естествознания, которая началась в эпоху позднего Возрождения (XVI--XVII вв.), первостепенную роль сыграли, прежде всего, собственные астрономические открытия Галилея с помощью введенных им в астрономию новых способов наблюдения и защита на этой основе учения Коперника. Древнее аристотелево учение об идеальности, вечности и неизменности небесных тел, птолемеева система мира с неподвижной Землей в центре Вселенной -- все это превратилось ко времени Галилея в предмет слепой веры. Новое, гелиоцентрическое учение Коперника все еще оставалось теорией, не только не подтвержденной, но отчасти противоречившей наблюдениям того времени (у звезд не наблюдалось параллактических годичных смещений, у внутренних планет Меркурия и Венеры ни один астроном не улавливал явления смены фаз). Во времена Галилея даже тех немногих, кто начинал склоняться к признанию гелиоцентрической системы, хотя бы по причине ее большей простоты и логичности, немало смущал тот удивительный факт, что лишь у нашей Земли имеется спутник -- Луна. Это, казалось, нарушало сам принцип гелиоцентризма (единственного центра вращения во Вселенной) и все еще выделяло Землю. Астрономические исследования Галилея изложены в его знаменитом «Звездном вестнике» (1610), в не менее знаменитом письме «О солнечных пятнах» (1613) к его ученику Б. Кастелли и в основном астрономическом сочинении Галилея -- «Диалоге о двух главнейших системах мира, птолемеевой и коперниковой» (1632). В «Звездном вестнике» он описал также историю создания своего телескопа.

Использование оптического инструмента с

Узнав летом 1609 г. об изобретении в Голландии зрительной трубы, Галилей самостоятельно сконструировал ее усовершенствованный вариант, применив, соответственно, для объектива и окуляра плоско-выпуклое и плоско-вогнутое стекла (что несколько уменьшало сферическую аберрацию). Она давала прямое мнимое изображение предмета и действовала, как теперь ясно, по принципу бинокля. Увеличение, сначала равное 3, было доведено Галилеем позднее до 32. Осенью того же года Галилей и почти одновременно, даже немного раньше, С. Марнус и Т. Гарриот первыми. Однако по качеству своего инструмента, по систематичности и результатам своих наблюдений и глубине их интерпретации Галилей сразу намного обогнал своих современников. Под влиянием его поразительных результатов, изложенных в «Звездном вестнике», и другие, например Гарриот, начали систематическое изучение неба с телескопом. Поэтому можно утверждать, что именно с его астрономических наблюдений начинается новая оптическая эра в наблюдательной астрономии. Несмотря на нечеткость первых изображений (главным образом из-за хроматической аберрации) телескоп Галилея колоссально расширил пределы наблюдаемой Вселенной и впервые подтвердил некоторые гениальные догадки древнегреческих натурфилософов. Так, в бледных облаках Млечного Пути Галилей обнаружил огромные скопища звезд, подтвердив аналогичную догадку Демокрита. Галилей первым отметил как в самой полосе Млечного Пути, так и в других частях неба существование скоплений звезд, тогда как простому глазу они представлялись маленькими туманными пятнами (Ясли в созвездии Рака, скопление возле звезды ? Ориона). Галилей обнаружил также свыше 40 звезд в Плеядах, где невооруженный глаз различает обычно не более 6--7 звезд. На основе этих открытий Галилей впервые сделал вывод о звездном составе наблюдавшихся туманностей, или, как их тогда называли (еще со времен Птолемея) «туманных звезд». До Галилея их обычно считали более плотными частями твердой небесной сферы, якобы отражавшими солнечные лучи. Таким образом, Галилей впервые в истории астрономии показал, что путем прямых наблюдений можно изучать не только движения светил, но и действительное строение и состав окружающей Вселенной и что с увеличением мощности наблюдательных средств наши представления о ней могут в корне изменяться. По существу, к этим первым заключениям Галилея о действительной звездной природе «туманных звезд» (а их ко времени изобретения телескопа было отмечено на небе около двух десятков) восходит своими истоками концепция островных вселенных. Разложение отдельных туманностей и туманных облаков в Млечном Пути на звезды и то, что другие части Млечного Пути при этом продолжали выглядеть в телескоп Галилея лишь светлыми пятнами, стало первым реальным свидетельством колоссальности масштабов мира звезд. К этому выводу Галилея приводили и другие наблюдения. Он отметил, что в то время, как планеты в поле зрения его телескопа имели вид кружков, звезды оставались точками, лишь увеличиваясь в яркости. Это было вторым после уже отмеченной Коперником ненаблюдаемости параллактических смещений у звезд убедительным свидетельством безмерной удаленности звезд по сравнению с планетами. В своем письме к Ф. Инголи (1624 г.) Галилей окончательно отвергал представление о расположении звезд на одной (хотя бы и чрезвычайно удаленной) сфере, т. е. на одной общей сферической поверхности, как это принималось со времен Аристотеля. Исходя из общих соображений о вероятности подобного расположения, он утверждал, что не найдется и четырех звезд, равноудаленных от любой точки Вселенной. Однако в области астрономических исследований основное внимание Галилей сосредоточил на совершенно неожиданных, никем не предсказанных ранее явлениях, открытых им в мире планет. Эти наблюдения, напротив, впервые «приблизили» небесный мир к земному, обнаружив первые свидетельства принципиального единства физической природы Земли и планет и развенчав аристотелевское представление об идеальных круглых и гладких небесных телах. Галилей первым описал реальную поверхность Луны, которая, как оказалось, «не имеет гладкой полированной поверхности, но представляет неровности и возвышения подобно земной поверхности, покрыта огромными горами, глубокими пропастями, обрывами». Он же впервые оценил высоту самых больших лунных гор (около 7 км, что близко к современным оценкам) и отметил их характерную для Луны кольцевую форму.

Провозглашение гелиоцентризма, открытия Галилея

Надо сказать, что сама интерпретация этих астрономических наблюдений Галилеем была в значительной мере следствием революции Коперника -- провозглашения гелиоцентризма, так как именно гелиоцентризм предполагал равноправие Земли и других планет (включая Луну). Рассматривая также в телескоп Луну не сквозь призму гелиоцентризма Т. Гарриот, как уже говорилось, усмотрел только сходство ее поверхности с тортом, который обычно делал его повар, а противники Галилея были убеждены, что вся картина возникает из-за различий освещения и окраски разных частей гладкого шара Луны, либо даже предполагали, что наблюдаемые неровности находятся внутри слоя прозрачного твердого вещества, образующего идеально гладкую сферическую поверхность Луны. Ко времени наблюдений Галилея общепринятая догма об особом мире совершенных небесных тел была поколеблена и другими наблюдателями, кто в числе первых воcпользовался телескопом. Речь идет об открытии солнечных пятен. В мае -- июне 1611 г. голландский астроном И. Фабрициус первым установил существование темных пятен на поверхности Солнца. Он убедительно показал, что эти образования принадлежат телу самого светила (которое он, как и другие в его время, считал твердым), и по их видимому перемещению открыл вращение Солнца. Сообщение о более раннем наблюдении солнечных пятен содержалось, как выяснилось позднее, и в рукописях Гарриота (декабрь 1610 г.). В 1611 г. одним из первых наблюдал темные пятна на Солнце и Галилей. Кроме открытия изменений пятен за счет эффекта перспективы (видимое сплющивание их при приближении к краю солнечного диска), Галилей впервые отметил реальные и довольно быстрые изменения формы солнечных пятен и сравнивал их поэтому с облаками в земной атмосфере. И все же некоторые продолжали считать их более близкими к Солнцу темными телами. Поэтому чрезвычайно важным было открытие Галилеем на диске Солнца в конце 1612 г. маленьких ярких образований (очевидно, факелов), которые перемещались подобно темным пятнам, но которые уже нельзя было спутать с посторонними телами -- более близкими планетами, обращающимися вокруг Солнца. Это позволило Галилею окончательно подтвердить вращение нашего светила. Еще большее впечатление произвело открытие Галилеем спутников у Юпитера и фаз у Венеры. Уже во время первых наблюдений в 1610 г. он убедился, что обнаруженные им близ Юпитера четыре маленькие звездочки, расположенные на одной прямой, изменяют свое положение относительно планеты. Продолжив наблюдения, он установил периодичность в движении этих тел, оказавшихся, таким образом, спутниками планеты. Рассматривая в телескоп Сатурн, Галилей заметил по бокам этой планеты странные выступы. Он также принял их вначале за два спутника планеты. Однако явление все еще оставалось загадочным, и о своем открытии Галилей сообщил на этот раз в виде анаграммы -- набора букв, составлявших после правильной их расстановки фразу: «Высочайшую планету тройною наблюдал». Но его предположение оправдалось не буквально: загадочные выступы оказались знаменитым кольцом планеты, существование которого (ок. 1658 г.) открыл X. Гюйгенс. Только спустя еще два века удалось установить, что это колоссальная и сложная по своей структуре система маленьких спутников Сатурна (которые, впрочем, далеко не исчерпывают собою состав сложной системы колец). Среди своих астрономических открытий наиболее значительным Галилей считал открытие спутников у Юпитера. Именно в достоверности этого открытия он особенно стремился «убедить всех астрономов и философов». Действительно, за всю историю цивилизации впервые были обнаружены новые подвижные небесные тела -- планеты, которые отличались и той особенностью, что они обращались явно вокруг другой, уже известной планеты. Луна, перестала быть исключением в системе Коперника, а Земля -- единственным центром, вокруг которого должны были, согласно Птолемею, обращаться все небесные тела. И все же это открытие было лишь косвенным подтверждением системы Коперника. Но следующее телескопическое открытие Галилея -- обнаружение у планеты Венеры фаз, подобных лунным (декабрь 1610 г.), явилось первым и более ста лет оставалось единственным неопровержимым фактом, подтверждавшим истинность гелиоцентрической системы Коперника. Однако открыто провозгласить её в Италии начала XVII в.-- значило повторить трагическую судьбу Джордано Бруно. Поэтому, прежде всего, необходимо было убедить в «благонамеренности» тех пли иных открытий католическую церковь. Между тем «Звездный вестник» -- небольшое сочинение, в котором Галилей изложил свои результаты телескопических наблюдений, и еще более письмо о солнечных пятнах, где он утверждал первостепенную роль чувственного опыта в исследовании окружающего мира, вызвали резкие нападки на ученого и обвинения его в отступлении от Священного Писания. Вся дальнейшая жизнь Галилея была связана с неоднократными поездками в Рим для объяснений с папой, высшим духовенством, со «святой инквизицией». И ни огромный научный авторитет, ни близкое знакомство с кардиналом Барберини (затем папа Урбан VIII), ни даже искренняя преданность Галилея католической церкви, в чем у Рима не было сомнения, не спасли гениального ученого от суда инквизиции. Опубликование самих астрономических открытий еще не вызвало тревоги и даже нашло признание у высоких духовных сановников, вопреки нападкам научных противников Галилея и разного рода доносчиков. Несмотря на официальный запрет в 1616 г. пропаганды системы Коперника, у Галилея все еще сохранялись иллюзии о приемлемости для католической церкви его взглядов. Их изложение в осторожной форме было даже официально разрешено ученому. Система Коперника должна была при этом представляться лишь как одна из возможных и чисто абстрактных математических теорий. Опубликование «Диалога» разрушило все иллюзии как у Галилея в отношении терпимости церкви к его взглядам, так и у католического Рима в отношении истинного смысла этого труда. Напечатанный в феврале 1632 г. с разрешения римской духовной цензуры, он уже в августе был изъят из продажи и также внесен в папский «Индекс» запрещенных книг. Форма «Диалога» крайне осторожна. На первый взгляд, трое друзей ведут в нем мирную, без особого полемического задора, неторопливую беседу о весьма отвлеченных вещах, причем каждый искренне и непредубежденно,-- что относится прежде всего к сторонникам Коперника -- Сальвиати и Сагредо,-- старается понять точку зрения другого, допуская сначала ее справедливость. Однако, несмотря на это, и скорее, именно благодаря такой предельной объективности беседующих, догмы аристотелевой физики, которые лежали в основе мировоззрения, проповедывавшегося католической церковью, как и сама система Птолемея, терпят в «Диалоге» очевидный крах. Новые же идеи Коперника, дополненные еще более революционными идеями Д. Бруно о бесконечности Вселенной и множественности обитаемых миров, с убедительностью торжествуют перед читателем. Для католического Рима не могло оставаться никаких сомнений в невероятной силе и, следовательно, опасности ее идейного противника -- Галилео Галилея. Автор «Диалога» в 1633 г. был вызван в Рим. Под угрозой пытки старого ученого (ему было тогда 69 лет) принудили, стоя на коленях, отречься от «заблуждений». Но и после этого Галилей продолжал работать и сумел в далекой протестантской Голландии переиздать несколько раз свой «Диалог», а в 1638 г. опубликовал там же «Беседы» о механике.