Успехи небесной механики

Эпоха с момента выхода "Начал" Ньютона вплоть до конца XIX в. знаменует собой триумфальное шествие в астрономии небесной механики. "Поколения астрономов и создателей астрономических инструментов взаимно подталкивали" друг друга на новые успехи. Так, увеличивая точность наблюдательных инструментов, можно было уточнять и перепроверять теорию; отсюда проистекала потребность в более точных инструментах. Небесная механика и позиционная астрономия начали развиваться особенно быстрыми темпами.

Известно изречение Фридриха Вильгельма Бесселя (1784-1846), одного из значительных представителей этого направления исследований: "У астрономии нет другой задачи, кроме как поиск правил движения каждого светила, из которых следует его местоположение... в любой момент времени". Названные области астрономии оказались чрезвычайно плодоносными. Правда, притязание представителей школы Бесселя на особое положение среди астрономов во второй половине XIX в. сказалось отрицательно на развитии астрономии в целом, так как существенно затрудняло внедрение принципиально новых перспективных методов.

Чтобы решить поставленную Бесселем задачу для планет, сначала было вполне достаточно законов Кеплера: массы планет можно было считать величинами, малыми по сравнению с массой Солнца, а эллиптические орбиты лишь немного отличались от круговых. Конечно, с созданием небесной механики Ньютона стало ясно, что все тела Солнечной системы теоретически должны взаимно влиять друг на друга. Отсюда следовало, что при расчетах их движения идеализированная задача о двух телах не имеет места, а законы Кеплера, как известно, давали решение именно для такого случая. Учет взаимодействия более чем двух масс имел практическое значение прежде всего при определении движения спутников планет.

Открытие планеты Уран также вначале не способствовало созданию более точной теории. Она потребовалась лишь позднее, когда астрономы обнаружили в движении Урана загадочное отклонение от "нормы". Тогда появились крупные теоретические работы прежде всего таких знаменитых французских ученых, как Алекси Клод Клеро (1713-1765), Жозеф Луи Лагранж (1736-1813), Пьер Симон Лаплас (1749-1827), в которых на основании теории Ньютона были получены решения для трех и более тел. Вначале они воспринимались лишь как весьма остроумная, но едва ли имевшая какое-либо практическое значение математическая "акробатика". В действительности же это были чрезвычайно важные теоретические разработки, позволившие в будущем справиться с многочисленными назревшими практическими проблемами.

Первые успехи теории Ньютона обнаружились при изучении комет.

Маятник Фуко в парижском Пантеоне (1851 г.). Посредством этого длинного маятника французский физик Леон Фуко демонстрировал эффект вращения Земли; плоскость качания маятника не меняется в пространстве