«Селенографія» Яна Гевелія
(до 400-річчя від дня народження видатного польського астронома)
В. С. Кислюк
доктор фізико-математичних наук, професор
Головна астрономічна обсерваторія НАН України
В історії астрономії Ян Гевелій (1611—1687) відомий перш за все як основоположник селенографії. Наукова праця «Селенографія» (Гданськ, 1647 р.), над якою він трудився впродовж семи років, стала настільною книжкою для багатьох поколінь астрономів, котрі вивчали поверхню природного супутника Землі — Місяця.
Шлях до астрономії
Життя славетного польського астронома XVII ст. Яна Гевелія не було пов’язане з якимось університетським середовищем, зі столицею, з королівським або магнатським двором. В астрономію він увійшов як самоук, а титул королівського астронома здобув уже перебуваючи на вершині наукової слави. Ян Гевелій народився 28 січня 1611 р. у Гданську — найбагатшому на той час місті Речі Посполитої, де і прожив до кінця своїх днів. Ще із часів середньовіччя Гданськ славився своїми традиціями у справі пивоварства. Ян Гевелій також походив з родини броварників, яких налічувалося дванадцятеро, починаючи з його прадіда. Справу пивоварства йому передав батько Абрахам Гевельке. У той час це прізвище звучало по-різному: Гавке, Гевель, Гевельке. Найвідомішим стало згодом ополячене — Неvеlіusz і латинізоване — Неvеlіus.
Залишається спірним питання стосовно того, чи навчався Ян Гевелій у знаменитій гданській Академічній гімназії, але достеменно відомо, шо він слухав приватні лекції у викладача гімназії, математика Петра Крюгера (1580—1639) — автора низки наукових праць, ентузіаста й любителя астрономії. П. Крюгер відіграв визначальну роль у формуванні майбутнього відомого астронома. Він мав великий вплив на Яна, який математично-астрономічним заняттям віддавав більше часу, ніж правничим студіям, про що так мріяла його родина. Коли Ян Гевелій познайомився з Петром Крюгером, той уже був рішучим прихильником теорії Миколая Коперника (1473—1543), імовірно, підо впливом Йоганна Кеплера (1571 — 1630), з яким мав тісні зв’язки. Безсумнівно, П. Крюгер передав учневі своє переконання у правильності геліоцентричної концепції будови світу.
У 19 років Ян Гевелій відправився в Лейден вивчати юриспруденцію. Проте вона не стала його улюбленою справою, хоча згодом усе своє життя він виконував обов’язки радника гданського магістрату. Під час чотирирічної закордонної подорожі (Голландія, Англія, Франція, Чехія) юнак більше цікавився різними астрономічними аспектами: спостерігав сонячне затемнення (з борту корабля в Балтійському морі на шляху до Лейдена), переймав досвід у галузях оптики та механіки, відвідав обсерваторію Тіхо Браге (1546—1601) у Празі. У Франції познайомився з багатьма вченими, і це знайомство остаточно надихнуло його на серйозне заняття астрономією.
Незабаром у зв’язку з хворобою батька Ян змушений був перервати свою закордонну подорож і повернутись у Гданськ, де 1635 р. взяв шлюб з Катариною Ребешке, яка походила із заможної гданської купецької родини, а через рік, успадкувавши батькове ремесло, долучився до цеху броварників. Ця комерція зміцнила його економічне становище, надавши матеріальне підґрунтя науковій діяльності та здійсненню його, доволі дорогих, амбітних планів. А задумав Ян Гевелій побудувати власну обсерваторію. За пропозицією П. Крюгера він добре опанував мистецтво малювання та гравіювання, навчився обробляти деревину, метали, скло та виготовляти з них прилади і взявся за шліфування та полірування лінз для телескопів. До того ж Ян мав надзвичайно гострий зір. Усе це стало йому в пригоді надалі.
Як самостійний астроном-спостерігач Ян Гевелій заявив про себе, спостерігаючи затемнення Сонця в червні 1639 р. Це було останнє бажання його вчителя П. Крюгера, який перед смертю (у травні того ж року) просив Яна надалі повністю віддатися астрономічним дослідженням. Під час згаданого затемнення Ян Гевелій виконав 60 спостережень Сонця в різних фазах. З великим завзяттям він приступив до спорудження власної обсерваторії — став шліфувати лінзи і вже через рік мав дві підзорні труби (польською мовою — лунети), 6- та 12-кратну, за допомогою яких розпочав систематичні спостереження Місяця. Яна Гевелія не задовольняла якість тогочасних карт супутника Землі, який він вирішив серйозно вивчати. Свою обсерваторію гданський астроном обладнав на терасі, побудованій на дахах трьох кам’яних будинків, що належали його дружині. Після знаменитої обсерваторії Ураніборг Тіхо Браге обсерваторія Яна Гевелія стала найбільшою в Європі й залишалася такою аж до заснування Паризької (1669 р.) і Гринвіцької (1675 р.) обсерваторій.
Результати своїх (телескопічних) спостережень Місяця Ян Гевелій оформляв як мідні гравюри (вони тоді заміняли фотографії), котрі розсилав своїм приятелям. Одним з перших отримав таку гравюру французький учений П’єр Гассенді (1592—1655), з яким Ян Гевелій заприятелював ще під час згаданих вище відвідин Парижа на початку 1630-х рр. Отримавши ілюстрації досліджень Яна Гевелія, П’єр Ґассенді, який також активно спостерігав Місяць, був настільки вражений його досконалими результатами, що навіть відмовився готувати свою монографію на користь польського вченого. Заохочений таким чином, Ян Гевелій приступив до роботи із ще більшим завзяттям. І результат не забарився.
Найвидатніший утвір Яна Гевелія
Почесний ряд наукових здобутків Яна Гевелія відкриває його праця «Селенографія, або опис Місяця» («Sеlеnоgrаphіа sive Lиnае dеsсrіptіо»), видана 1647 р. Це результат дуже копітких спостережень, виконаних упродовж 1641 — 1647 рр. у його власній обсерваторії.
У книжці зосереджено найґрунтовніші спостереження Місяця, які не були перевершені впродовж наступних 150 років. Свою першу капітальну працю Ян Гевелій присвятив рідному Гданську.
«Селенографія» починається з багато оздобленого фронтиспіса (рис. 1). У верхній частині його ми бачимо, як по небу між Сонцем і Місяцем серед хмар піднімається на орлі Уранія з лунетою (підзорною трубою) в руці. Нижче зображено двох добре відомих учених. Ліворуч: арабський теоретик оптики Альхазен (965—1039), якого часто називають батьком оптики; праворуч: Ґалілео Галілей (1564—1642). Унизу подано вигляд на Гданськ і герб міста. На початку «Селенографії» Ян Гевелій розмістив геліоцентричну схему Сонячної системи, виразивши таким чином свою прихильність до теорії іншого великого поляка — Миколая Коперника. Після присвяти Гданську та передмови автора вміщено вірші восьми знаних тогочасних поетів.
Рис. 1. Фронтиспіс «Селенографії»
«Селенографія» містить 563 сторінки, понад 120 рисунків (45 з них — замальовки Місяця в різних фазах), три карти Місяця та багато пояснювальних рисунків. У двох перших розділах викладено способи шліфування лінз і конструювання телескопів. Особливу увагу вчений приділив усуненню аберацій об’єктивів, які в перших телескопах були однолінзовими, а тому мали істотні хроматичну та сферичну аберації. Єдиний вихід полягав у збільшенні фокусної відстані телескопа, отже, і його розмірів. Через це відомий телескоп Яна Гевелія (рис. 2) мав трубу завдовжки близько 45 м. Управлятися з таким телескопом, закріпленим на високому стовпі, було доволі складно.
Рис. 2. Великий телескоп Яна Гевелія
Наступні три розділи «Селенографії» приділено вивченню Молочного Шляху, планет (Меркурій, Венера, Марс, Юпітер, Сатурн) і Сонця, які Ян Гевелій жадібно спостерігав. Відзначмо лише декілька з найцікавіших його спостережень. У Сатурна він, як і Ґ. Галілей, і багато інших астрономів, спостерігав щось на зразок «вушок філіжанки». Природу цих утворень пояснив згодом голландський учений Христіан Гюйгенс (1629—1695), який за допомогою свого 24-футового телескопа чітко побачив кільце Сатурна. Ян Гевелій спостерігав фази Меркурія і Венери, а також був одним з небагатьох астрономів, хто в XVII ст. спостерігав Сонце. Зокрема, плями на Сонці він уважав очевидними природними об’єктами, а не привидами чи ілюзією зору через дефекти лінз телескопа, як дехто тоді гадав. На думку Яна Гевелія, сонячні плями зумовлені згущеннями випаровувань в атмосфері Сонця. У додатку до «Селенографії» він наводить 26 рисунків диска Сонця з нанесеними на ньому плямами. На деяких зображено факели — протуберанці.
Переважну частину «Селенографії» відведено Місяцю. На початку шостого розділу подано докладну інформацію про супутник Землі: його вигляд, відстань, рух і розміри. Далі — багато рисунків і карт. «Селенографія» була першою працею, котра категорично розвіяла ще наявні тоді уявлення про Місяць як про величезне дзеркало, де відображаються контури земних рельєфних утворень. Усі фази Місяця, від вузької смужки до повні, Ян Гевелій утілив на окремих мідних гравюрах (рис. 3) розміром у цілу сторінку кожна — діаметр зображення Місяця 16 см.
Рис. 3. Одна з гравюр «Селенографії»
Усього на рисунках зображено близько 550 місячних плям, які він діставав за допомогою камери-обскури. У «Селенографії» Ян Гевелій навів ілюстрації 45 фаз Місяця (зростаючого та спадного), надаючи кожній з них окрему назву, проте в науці така термінологія не закріпилася.
Крім рисунків у «Селенографії» вміщено три великі (розміром на дві сторінки — 28,5 см) карти Місяця. Одну з них зображено на рис. 4. На ній можна чітко простежити ефект оптичної лібрації природного супутника Землі. Так називаються видимі коливання Місяця відносно його середнього положення, зумовлені нерівномірним орбітальним рухом Місяця та нахилом площини його орбіти до екліптики. У літературі можна натрапити на твердження, що оптичну лібрацію Місяця відкрив Ян Гевелій. Це не зовсім так. Першовідкривач оптичної лібрації Місяця — Ґалілео Ґалілей. На основі багаторічних спостережень він зауважив, що Місяць обернений до Землі не строго одним боком, а ніби коливається по широті в різні боки відносно середнього положення. Таким чином, Г. Ґалілей фактично відкрив ефект лібрації Місяця в широті. Ян Гевелій помітив, що супутник Землі проявляє лібрацію не лише в екліптичній широті, але й у довготі, і вирахував положення, яких набуває центр видимого диска Місяця, на кожний місяць упродовж 1600—1700 рр.
Рис. 4. Одна з карт Місяця
Строго кажучи, рисунки Яна Гевелія, хоча вони і досконало виконані, не можна назвати картами — на них нема меридіанів і паралелей. Лише в середині XVIII ст., тобто через сто років після виходу «Селенографії», німецький астроном Тобіас Майєр (1723—1762) увів поняття першого радіуса Місяця і, використовуючи складену ним мережу з 24 опорних точок на місячній поверхні, запровадив селенографічну систему координат, у якій побудував першу в історії карту Місяця (1750 р.).
Опрацьовуючи свої «карти», Ян Гевелій, як і його попередники, виділив кілька типів утворень на Місяці (гори, моря, затоки, материки, острови, миси, озера) і деяким з них дав назви, умістивши їх у таблицю. Попередньо він замислив найвизначніші з рельєфних утворень назвати іменами видатних учених. Наприклад, крім Океану Бур пропонував такі назви: Океан Тіхо Браге, Море Кеплера, Озеро Ґалілея, півострів Ґассенді, Мис Крюгера, але від такої думки невдовзі відмовився, побоявшись бути нескромним. Номенклатура Яна Гевелія не залишилася в науці, за винятком запропонованих ним назв, запозичених у земних утворень: гірські масиви — Альпи, Кавказ, Алтай, Карпати, Апенніни, Піренеї, миси — Агарський та Архерузія. Водночас системи найменувань місячних об’єктів запропонували в середині XVII ст. ще фламандець Мікаель Флорент ван Лангрен (1600— 1675) та італійський астроном-єзуїт Джованні Баттіста Річчолі (1598—1671). Перемогла система Дж. Річчолі, який на відміну від Яна Гевелія не вагався і назвав кратери іменами добре відомих учених, насамперед тих, які досліджували Місяць. Не оминув також Я. Гевелія та М. Лангрена, назвавши їхніми іменами кратери відповідно діаметром 115 і 127 км. А от Ґ. Ґалілей, котрий започаткував епоху телескопічних спостережень, але був гнаний інквізицією за підтримку системи М. Коперника, «дістав» невеличкий кратер діаметром усього 15 км скраю видимого боку Місяця. Цим Дж. Річчолі намагався принизити ненависного йому особисто Ґалілео Ґалілея. Проте подбав про себе — кратер Річчолі має діаметр 139 км. Нині так зробити було б неможливо, бо назви на честь людей надають тепер лише посмертно.
Тріумф «Селенографії»
«Селенографія» принесла Янові Гевелію міжнародну славу. Завдяки цій праці гданський астроном увійшов до когорти найвидатніших астрономів світу.
Перші три примірники «Селенографії» вчений вручив, ще перед публічним її розповсюдженням, королю Владиславу IV, королеві Марії Гонзага та її особистому секретареві. Після цього відразу розширилось коло знайомств гданського астронома при королівському дворі. Один з перших примірників «Селенографії» Ян Гевелій презентував також міській раді Гданська, за що отримав у подарунок срібний посуд і грошову винагороду. Усього він виготовив 100 подарункових примірників «Селенографії», які призначалися для можновладців, учених, приятелів і бібліотек. При нагоді розсилав їх через купців і книготорговців. Одночасно виготовляв лунети і також розповсюджував їх, особливо серед вельможного панства.
Публікація «Селенографії» викликала загальне здивування і в наукових колах. Одними з перших ознайомились із цим твором французькі вчені: згаданий уже П. Гассенді, Марен Марсен (1588—1648) й Ісмаель Буйо (1605—1694), котрий був знаним пропагандистом геліоцентризму. Відгуки надходили дуже похвальні. Вони відзначили Яна Гевелія, з одного боку, як одного з найскрупульозніших учених, а з другого — як довершеного художника, «який тільки може бути на цьому світі». П. Ґассенді як давній приятель Я. Гевелія активно сприяв розповсюдженню «Селенографії», ознайомлюючи з нею своїх друзів. Серед них був поет і критик Жан Шаплен (1595—1674), через якого один із примірників «Селенографії», обрамлений позолотою (плями на Місяці — сріблом), був переданий королю Франції Людовику XIV. Твір одразу став окрасою королівської бібліотеки, а Ян Гевелій отримав від короля одноразову грошову винагороду та довічну щорічну субсидію.
В особливому захваті був французький учений М. Марсен — творець «реферативного центру», який письмово повідомляв усіх відомих учених Європи про відкриття, зроблені іншими дослідниками. Йому просто «перехопило дух» від побачених гравюр, до яких, як він висловився, «навіть ангел не зумів би щось додати».
У грудні 1650 р. «Селенографія» дійшла до Англії (університети Оксфорда й Кембріджа). Сенат і проканцлер Оксфордської академії прирівняли її до відкриття «небесної Америки». Того ж 1650 р. Ян Гевелій подарував «Селенографію» та лунету королеві Швеції Кристині. Нарешті кілька примірників «Селенографії» дістались Італії. І відразу схвальні відгуки. Отримав «Селенографію» й Дж. Річчолі, який високо оцінив її, хоча, як уже згадувалось, і був противником теорії М. Коперника. Приховане захоплення твором Яна Гевелія міститься і в реакції Папи Римського на нього: «... твір був би вартий схвалення, якби не був справою єретика ...».
Спадок Яна Гевелія
«Селенографія» була першим й основним утвором Яна Гевелія, який приніс ученому загальне визнання та славу. Він і далі активно спостерігав і публікував результати. Усі свої книжки Ян Гевелій видавав у власній друкарні, діставши від польського короля дозвіл на її обладнання. У залах Гданської обсерваторії виконували спостереження, обчислення, гравіювання та друкування. Згодом Ян Гевелій активно спостерігав комети (відкрив чотири нові комети), планети, не пропускав жодного затемнення Сонця та Місяця, визначав положення зір і, звичайно, вивчав Місяць. Зокрема, запропонував метод для визначення висоти місячних гір, яким астрономи користувалися тривалий час. Суть методу полягає в тому, щоб зафіксувати момент, коли вершина гори з’являється біля термінатора. Цим методом Ян Гевелій здобував результати, які непогано узгоджуються із сучасними визначеннями.
Серед доробку Яна Гевелія такі книжки: «Кометографія» (1668 р.), двотомна «Небесна будова» (1673 і 1679 рр.), «Переломний рік ...» (1685 р.), «Провісник астрономії» — «Каталог нерухомих зір на епоху 1660 р.» (1687 р.) та атлас неба «Уранографія» (1690 р.). Дві останні праці видала вже після смерті вченого його друга дружина Ельжбета, яка впродовж 24 років допомагала йому проводити астрономічні спостереження. Після смерті Яна Гевелія вона перестала спостерігати, але видавничу справу чоловіка не припиняла за фінансової підтримки польського короля Яна Собеського.
Відданість науці особливо проявилась у Яна Гевелія після великої пожежі, що сталася проти ночі 27 вересня 1679 р. (уважають, через його необачність), під час якої були знищені обсерваторія, інструменти, велика частина рукописів та архіву спостережень, усе майно. Незважаючи на таке велике нещастя, Ян Гевелій знайшов у собі сили, щоб уже наступного року з великим завзяттям приступити до відбудови обсерваторії. За словами істориків, це була «самовіддана, одержима праця, гідна глибокої повагий захоплення». Відновленню сприяв також король Ян Собеський, який за рік до пожежі ще встиг відвідати обсерваторію і навіть спостерігав небесні світила в найбільший телескоп Яна Гевелія. Була допомога і від французького короля Людовика XIV Обсерваторія була поновлена, проте попередньої слави вона вже не досягла. З часом обсерваторія Яна Гевелія зазнала занепаду.
Його нащадки не подбали про збереження напрацювань свого знаменитого попередника. Не збереглися до наших днів мідні гравюрні плити до «Селенографії». Вони «заважали» в домі, тому пішли головним чином на злам і виготовлення різних побутових предметів, таких, наприклад, як таці до кави. Залишились уцілілі рукописи та частина листів, які можна знайти в бібліотеках Європи.
Мешканці Гданська шанують пам’ять свого вірного земляка, який свого часу відмовився від заманливої пропозиції короля Людовика XIV стати директором новоствореної обсерваторії в Парижі. Як відомо, її очолив Джованні Доменіко Кассіні (1625—1712). Заслуги Яна Гевелія перед астрономією були ще за його життя повсюдно визнані. Він був обраний членом Королівського наукового товариства в Лондоні, а з 1663 р. отримував щорічну субсидію від французького короля Людовика XIV, цього «освіченого монарха». Гостями та покровителями Яна Гевелія були польські королі Ян Казимир і Ян ІІІ Собеський. Ім’я останнього вчений увічнив, назвавши одне сузір’я (з 11 запропонованих ним) Щитом Собеського (тепер відоме як сузір’я Щита). Пам’ять про знаменитого астронома сьогодні — це надгробна плита з епітафією в костелі св. Катажини та пам’ятник перед ратушею Старого Міста (рис. 5). На медалі, яку викарбувала на честь Яна Гевелія міська рада Гданська, є такі слова «...утіха королів і князів і сам король астрономів ...».
Рис. 5. Пам’ятник Янові Гевелію в Гданську. Фото з сайту http://jeziorki.blogspot.com.
Помер Ян Гевелій у день свого народження — 28 січня 1687 р. Рік 2011-й оголошено офіційним Роком Гевелія в Гданську.
У всій багатій науковій творчості Ян Гевелій, з погляду застосування ним спостережної техніки, стоїть на порозі двох епох: давньої астрономії — дотелескопічної та нової — телескопічної. Наприклад, астрономічні спостереження він виконував за допомогою як телескопа, так і секстанта й квадранта. Найбільшими авторитетами для вченого були М. Коперник і Т. Браге, яких він називав відповідно «Великим» і «Незрівнянним». Ян Гевелій стояв на засадах геліоцентризму Миколая Коперника. Хоча він і не погоджувався із запропонованою Тіхо Браге системою світу (фактично геоцентричною), але був у захваті від нього як неперевершеного астронома-спостерігача дотелескопічної епохи.
Науковий доробок Яна Гевелія великий, та найвидатнішим його твором залишається «Селенографія», яка, за твердженням істориків, закріпила за ним ім’я «батько селенографії».
Джерело: Астрономічний календар 2011, С. 270—281
