Главная Абитуриентам Студентам Наука Кафедры Лаборатории Электронная библиотека УМО по истории и искусствоведению  

к.ф.-м.н. Г.В.Носовский, акад. РАН А.Т.Фоменко
(МГУ, Механико-математический факультет)

Еще раз о накрытиях звезд планетами,
описанных в "Альмагесте" Птолемея

(Опубликовано в Информационном бюллетене Ассоциации "История и компьютер" №22, 1998)

В последнее время результаты наших статистических исследований астрономических данных – “Альмагеста” Птолемея – вызвали интерес у историков. Однако наша книга “Датировка звездного каталога Альмагеста”, опубликованная в 1995 году, была написана в расчете на физико-математическую и астрономическую аудиторию. Стремясь к расширению сотрудничества с историками, мы решили изложить один из сюжетов нашей книги, – а именно, датировку накрытий звезд планетами, – в более подробном виде, рассчитанном на студентов-историков. (Надеемся, это изложение будет понятным и для А.Л.Пономарева, опубликовавшего в бюллетене “История и компьютер”, февраль 1997 г., результат своего непонимания данной темы).

Наши расчеты покрытий звезд планетами, приведенные в Х главе книги “Датировка звездного каталога Альмагеста” [1], были основаны на астрономических формулах из справочника Г.Н.Дубошина [3]. При этом, в 1990 году, когда мы проводили эти расчеты, мы пользовались лишь средними элементами орбит. Которые в XIX-XX веках были определены с большой точностью, однако без учета периодических добавок дают несколько огрубленное положение планет. Отсутствие периодических добавок в наших расчетах накрытий планет ясно видно из планетных формул, которые мы приводим в книге [1]. Для целей, которые мы тогда ставили перед собой, такого расчета было вполне достаточно. В самом деле, из чисто геометрических соображений нетрудно понять, что найденное нами приближенное решение (по средним элементам) обладает достаточной устойчивостью, поэтому точное решение можно получить из него, лишь несколько “пошевелив” даты. Этого точного решения мы тогда не искали, ограничившись достаточно грубым расчетом (который тем не менее полностью отражал суть дела), по следующим причинам.

Во-первых, расчеты накрытий и затмений были в нашей книге “Датировка звездного каталога Альмагеста” вещью второстепенной. Они лежали в стороне от ее основной темы, – датировки старых звездных каталогов, – и служили лишь для того, чтобы наметить возможные направления дальнейшего анализа Альмагеста с целью датировки других его частей, а не только каталога звезд.

Вторая причина, почему мы не пользовались в то время более точной планетной теорией, а считали лишь по достаточно грубым (но зато надежным) формулам средних элементов, состояла в том, что до восьмидесятых годов существовало НЕСКОЛЬКО РАЗЛИЧНЫХ ВЕРСИЙ вычислительной планетной теории, которые давали разнящиеся ответы для далеких эпох. И это понятно. Попытки уточнения планетных формул основаны в значительной степени на различного рода эмпирических поправках. Такие поправки делаются на основе современных наблюдений. Это означает, что поправки существенно уточняют формулы для современной эпохи, но насколько хороши эти уточнения для далеких от современности эпох (и есть ли они вообще) – вопрос сложный.

Поэтому мы и ограничились в то время (в 1990 году) грубыми расчетами по средним элементам.

Однако за последние годы вычислительные методы в планетной теории были значительно усовершенствованы. Различными коллективами астрономов (на основе различных подходов) были предложены формулы, которые дают близкие ответы даже для далеких от современности эпох. Конечно, это еще не доказательство надежности этих теорий для далеких эпох, но, по крайней мере, – веский довод в пользу этой надежности. В целом, состояние вычислительной планетной теории на сегодняшний день несколько отличается от того состояния, которое было зафиксировано в книге Г.Н.Дубошина на 1976 год.

Поэтому сегодня имеет смысл еще раз вернуться к задаче датировки накрытий звезд планетами, воспользовавшись на этот раз более современными, уточненными формулами, уже с учетом периодических возмущений. Такую проверку мы и сделали в 1997 году.

Для уточненных расчетов положений планет мы воспользовались известной компьютерной программой Т5КУ, составленной в 1995 году астрономом А.Волынкиным (Астрономический институт имени Штернберга, МГУ). Программа позволяет также определить условия видимости тех или иных небесных светил по отношению к местному горизонту для произвольной точки земного шара (в зависимости от времени и места наблюдения). Поэтому с ее помощью можно проверить такие подробности описаний накрытий звезд планетами у Птолемея, как время дня (утро, на рассвете, вечер и т.п.). В своих предыдущих, более грубых расчетах, мы эти подробности просто не рассматривали (поскольку с точки зрения грубых формул это не имело смысла).

Начнем с того, что сформулируем получившийся результат. Оказывается, что уточнение обнаруженного нами астрономического решения, а именно, –

– УДОВЛЕТВОРЯЕТ ОПИСАНИЮ ПТОЛЕМЕЯ НАМНОГО ТОЧНЕЕ, ЧЕМ ЭТО СЛЕДОВАЛО ИЗ НАШИХ ПРЕДЫДУЩИХ РАСЧЕТОВ. Другими словами, астрономическая компьютерная программа А.Волынкина не только подтвердила полученный нами ранее грубый результат, – то есть САМ ФАКТ СУЩЕСТВОВАНИЯ АСТРОНОМИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ, – но и позволила увидеть практически полное согласование этого астрономического решения с подробностями, сообщаемыми Птолемеем в Альмагесте.

Начнем с того, что напомним суть дела. В Альмагесте описано четыре накрытия или сближения (в случае Сатурна) планет со звездами. Во всех четырех случаях Птолемей ссылается на наблюдения “древних” (даже для него) астрономов. Все четыре наблюдения снабжены датировками по тем или иным эрам. Эти даты Птолемей берет у “древних”, а затем располагает их по стандартной для него эре Набонассара. В результате все четыре наблюдения получают у Птолемея датировки ПО ОДНОЙ И ТОЙ ЖЕ ЭРЕ. Таким образом, Птолемей указывает интервалы в годах между этими астрономическими событиями. Если бы нам удалось найти точное астрономическое решение с именно такими взаимными временными интервалами, это позволило бы надежно установить начало эры Набонассара по Птолемею. (Скалигер отнес начало этой эры в эпоху VIII века до н.э., что, как мы понимаем, – ошибочно). Дело в том, что точное совпадение планеты и звезды на небе (то есть неразличимое глазом) означает их сближение на расстояние меньше одной минуты. А такое событие, скорее всего, не могло быть теоретически рассчитано в прошлом С ТАКОЙ ТОЧНОСТЬЮ даже и в XVIII веке.

К сожалению, такого идеального решения здесь не существует вообще. Например, Юпитер вообще не сближается со звездой, указанной в Альмагесте, на расстояние менее 10'. Это, конечно, сильно снижает ценность данных наблюдений для независимой датировки. Возникает подозрение, что либо эти данные испорчены, либо сфальсифицированы. Такую мысль высказал Р.Ньютон в [2]. Хотя подложность этих наблюдений он доказать не смог и снабдил их комментарием “могут быть подлинными” ([2], с.335).

Тем не менее, если понимать слова Птолемея “планета накрыла звезду” просто как сильное сближение, то решение можно указать. Причем именно с такими временными промежутками, как у Птолемея. Конечно, таких решений можно найти несколько, поскольку понятие накрытия становится весьма расплывчатым. Одно такое решение, – в III веке до н.э., – было предложено скалигеровскими хронологами.

Другое решение нашли мы [1]. Оно оказалось даже лучше “скалигеровского”, причем попало как раз в центр интервала датировки звездного каталога Альмагеста, а именно, в эпоху X-XI веков. То есть оказалось идеально согласованным с независимой датировкой звездного каталога.

Подчеркнем, что при поиске решения мы основывались только на тех данных, которые Птолемей заимствует (по его словам) У ДРЕВНИХ. И вообще не учитывали его собственные последующие рассуждения и РАСЧЕТЫ по поводу этих наблюдений. Например, помещенные тут ВЫЧИСЛЕНИЯ положений “среднего Солнца” и т.п. Эти РАСЧЕТЫ представляют собой в частности попытку автора или позднесредневекового редактора Альмагеста ДАТИРОВАТЬ эти древние наблюдения. Поэтому анализ этих “птолемеевских” РАСЧЕТОВ скорее всего позволит нам выяснить лишь мнение позднесредневекового астронома о хронологии. Которую он мог выучить УЖЕ ПО ТРУДАМ СКАЛИГЕРА ИЛИ ДАЖЕ КЕПЛЕРА. Что в данном случае нам будет только мешать. Дело в том, что в эпоху Скалигера и Кеплера уже достаточно хорошо рассчитывали положения планет в прошлом. И у хронологов-редакторов Альмагеста вполне могла возникнуть мысль “датировать” эти наблюдения третьим веком до н.э.

Перейдем к подробностям. Согласно хорошо известным [2] традиционным отождествлениям птолемеевских звезд с современными, в Альмагесте говорится о следующих покрытиях звезд планетами:

Отметим, что у нас не возникло повода сомневаться в правильности этих отождествлений птолемеевских звезд с современными.

Рассмотрим все эти четыре события по отдельности.

1) НАКРЫТИЕ ЗВЕЗДЫ eta ДЕВЫ ВЕНЕРОЙ. Текст Птолемея звучит так: “Среди старых наблюдений мы выбрали одно, которое Тимохарис описал следующим образом: в 13 год Филадельфа, 17-18 египетского Месора, В 12 часу Венера В ТОЧНОСТИ накрыла звезду, находящуюся напротив звезды Виндемиатрикс” [4], с.319, глава Х.4.

Найденное нами ранее по средним элементам решение: накрытие Венерой звезды eta Девы произошло 9 сентября 887 года н.э. Со звездой eta Девы исследователи Альмагеста обычно отождествляют птолемеевскую “звезду, находящуюся напротив звезды Виндемиатрикс”, о которой идет речь.

Более точный расчет по программе А.Волынкина показывает, что действительно в 887 году н.э., 9 сентября, в 16 часов 12 минут по Гринвичу Венера В ТОЧНОСТИ НАКРЫЛА звезду eta Девы. Однако условия видимости с Земли этого накрытия были плохими (см. об этом ниже). Тем не менее, на северных широтах Венеру, вероятно, все же можно было видеть на закате в течение нескольких минут.

Однако Венера очень часто проходит около звезды eta Девы, причем во многих случаях накрывает ее практически точно. Неудивительно, что по Венере существует и другое решение, БЛИЗКОЕ ПО ВРЕМЕНИ К ПЕРВОМУ. На этот раз идеальное.

В 888 г. н.э. утром 21 октября примерно в час ночи по Гринвичу (то есть в 3-4 часа утра на долготах Восточной Европы) Венера прошла от звезды h Девы на расстоянии меньше 5 дуговых минут. Яркости Венеры и h Девы отличаются на 8 звездных величин (М=-3,4 для Венеры и М=3,89 для eta Девы). При такой резкой разнице в яркости сближение Венеры со звездой на 5 дуговых минут должно было восприниматься КАК ТОЧНОЕ НАКРЫТИЕ. Тусклая звезда eta Девы сливалась с близко подошедшей к ней яркой Венерой, теряясь в ее свете (cм. рис.1).

Рис.1

Астрономические условия видимости накрытия eta Девы Венерой 21 октября 888 года были ОЧЕНЬ ХОРОШИМИ. В Александрии, например, Венера взошла около 3 часов утра по местному времени (1 час ночи по Гринвичу), на Волге – около 4 часов утра. Солнце взошло на 3 часа позже, поэтому НАКРЫТИЕ ЗВЕЗДЫ eta Девы ВЕНЕРОЙ МОЖНО БЫЛО НАБЛЮДАТЬ в 888 г. н.э. В ТЕЧЕНИИ ТРЕХ ЧАСОВ перед восходом Солнца.

Отметим, что небольшое смещение даты накрытия Венерой на год вперед (888 г. н.э. вместо первоначально найденного нами 887 г. н.э.) только УЛУЧШАЕТ средневековое решение по Венере. После такого смещения хронологическое соответствие с описаниями Альмагеста становится еще лучше. Это хорошо видно из рис.2.

Рис.2

Рис.3

Рис.4

2) НАКРЫТИЕ ЗВЕЗДЫ b СКОРПИОНА МАРСОМ. Текст Птолемея звучит так: “Мы взяли одно из старых наблюдений, согласно которому ясно, что в 13 году Дионисия, Айгон 25, утром Марс накрыл северную звезду во лбу Скорпиона” [7], с.342, глава X.9.

Рис.5

Планета Описание Птолемея расстояния между планетой и звездой Расчетное расстояние между планетой и звездой в момент наблюдения из Александрии Дата
Венера “в точности накрыла” 1'-2' утро 18 октября 960 г. н.э.
    менее 5'
менее 1'
(в 888 году н.э.)
(в 887 году н.э.)
Марс “накрыл” 15' утро 14 февраля 959 г. н.э.
Юпитер “накрыл” 15' рассвет 25 июля 994 г. н.э.
Сатурн “находился в двух единицах” 25'-30' вечер 16 августа 1009 г. н.э.

Из этой таблицы напрашиваются следующие выводы.

1) “Единица” (то есть – единица измерения), использованная в Альмагесте, равна приблизительно 10-15 дуговых минут. Это значение очень близко к цене деления птолемеевской сетки координат в звездном каталоге.

2) Сближение планеты со звездой на расстояние порядка одной единицы (10'-15') в Альмагесте названы “накрытиями”. Это – случаи Марса и Юпитера.

3) Сближение на расстояние 1'-2' названо в Альмагесте, естественно, ТОЧНЫМ НАКРЫТИЕМ. Поскольку даже при самом остром зрении наблюдатель не мог различить неяркую звезду на таком малом расстоянии от исключительно яркой Венеры.

3) НАКРЫТИЕ ЗВЕЗДЫ d РАКА ЮПИТЕРОМ. Текст Птолемея звучит так: “Мы взяли опять одно из старых наблюдений, очень аккуратно проведенных, согласно которому совершенно ясно, что в 45 году Дионисия, Партенон 10, Юпитер на восходе Солнца накрыл северную Асс” [4], с.361, глава XI.3.

Рис.6

4) СБЛИЖЕНИЕ САТУРНА СО ЗВЕЗДОЙ g ДЕВЫ. Текст Птолемея звучит так: “Мы снова взяли одно из тщательных старых наблюдений, согласно которому ясно, что в 82 халдейском году 5 Ксантика вечером Сатурн находился в двух единицах ниже южного плеча Девы” [4], с.379, глава XI.7.

Рис.1

ВЫВОД. Оказалось, что найденное нами средневековое астрономическое решение, – 960 год н.э. (или 888 год н.э.) для Венеры, 959 год н.э. для Марса, 994 год н.э. для Юпитера и 1009 год н.э. для Сатурна, – прекрасно удовлетворяет всем описаниям Птолемея. Даже тем, на которые мы ранее, в наших приближенных расчетах, не обращали внимания (“утром”, “на восходе Солнца” и т.п.). Это усиливает наш вывод о том, что Альмагест содержит описания астрономических событий эпохи не ранее IX-XI веков н.э.

Однако еще раз повторим: надо отдавать себе отчет в том, что накрытия звезд планетами с такой точностью (около 15 минут) вполне могли быть рассчитаны по теории Кеплера в XVII веке. После того, что мы узнали о ложных выходных данных книг якобы XVI века (напечатанных на самом деле в XVII веке и снабженных фальшивой “ранней” датой), мы не можем быть уверены, что имеющийся сегодня в нашем распоряжении Альмагест был зафиксирован в XVI веке. Очень вероятно, что Альмагест дошел до нас в редакции именно XVII века. В таком случае он может содержать результаты астрономических расчетов по теории Кеплера. Эти “вычисленные” астрономические явления могли быть представлены в Альмагесте как якобы наблюденные на небе. Это, конечно, снижает ценность датировки “по накрытиям звезд планетами”. Поскольку возникает подозрение, что эти накрытия (как и некоторые другие “астрономические наблюдения”) были вычислены уже с оглядкой на скалигеровскую хронологию. Или даже более того, с целью ее “подтверждения”. Ведь именно в XVII в. “свежеизготовленная” скалигеровская хронология особенно нуждалась в “документальных подтверждениях”. Каковые спешно изготавливались путем “правильного” редактирования действительно старых документов. Как, например, Альмагест.

Подобные подозрения не относятся к звездному каталогу Альмагеста. Который, как мы показали в [1], является действительно старым документом, составленным по наблюдениям около X-XI веков н.э.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Калашников В.В., Носовский Г.В., Фоменко А.Т. Датировка звездного каталога “Альмагеста”. М., изд-во Факториал, 1995.
  2. Ньютон Р. Преступление Клавдия Птолемея. М., Наука, 1985.
  3. Дубошин Г.Н. Справочное пособие по небесной механике и астродинамике. М., Наука, 1976.
  4. Ptolemy /The Almagest/ (Great Books of Western World, vol.16). Translated by R.Catesby Taliaferro. The Univ. of Chicago, Encyclopaedia Britanica, 1952.