Выбрать главу

Колкото до Кеплер, елиптичните орбити били просто една аd hoc хипотеза и при това твърде неприемлива, тъй като несъмнено елипсите не са така съвършени, както окръжността. Открил почти наслуки, че елиптичните орбити се съгласуват с наблюденията, той не успявал да ги помири с идеята си, че планетите обикалят около Слънцето под действието на магнитни сили. Обяснение се явило едва много по-късно, през 1687 г., когато Исак Нютон публикувал своя труд „Математически принципи на натурфилософията“ — може би най-важния труд, публикуван някога в областта на физическите науки. В него Нютон не само излагал теория за това, как телата се движат в пространството и времето, но и развивал нова математика, необходима за анализа на тези движения. Освен това Нютон постулирал закон за всемирното привличане, според който всички тела във Вселената се привличат помежду си, като силата на привличане нараства с увеличаване на масата им и с намаляване на разстоянието между тях. Това е същата сила, която причинява падането на телата. (Почти сигурно е, че историята с Нютон и ябълката е измислица. Всичко, казано от самия Нютон по въпроса, е, че идеята за гравитацията му хрумнала, докато, „отдаден на съзерцание“, е „бил споходен от падането на една ябълка“.) Нютон показал, че според неговия закон гравитацията кара Луната да се движи по елиптична орбита около Земята, а Земята и планетите — по елиптични пътища около Слънцето.

Моделът на Коперник се освободил от небесните сфери на Птолемей, а с тях и от представата, че Вселената има естествени граници. След като „неподвижните звезди“ видимо не променяли положенията си, като изключим видимото им въртене под влияние на движението на Земята около собствената й ос, било естествено да се предположи, че неподвижните звезди са обекти като нашето Слънце, но много по-отдалечени.

Нютон знаел, че според неговата теория за гравитацията звездите би трябвало да се привличат взаимно, така че не биха могли да са неподвижни. А няма ли те да падат заедно към някоя точка? В писмо от 1691 г. до Ричард Бентли, друг водещ мислител на своето време, Нютон разсъждава, че това наистина би се случило, ако звездите са краен брей и са разпределени в ограничена област от пространството. Но, от друга страна, разсъждава той, ако броят им е безкраен и те са разпределени повече или по-малко равномерно в безкрайно пространство, това няма да се случи, защото няма да има център, към който да падат.

Този аргумент е пример за капаните, в които можем да попаднем, когато говорим за безкрайността. В една безкрайна Вселена всяка точка може да се разглежда като център, тъй като има безкраен брой звезди от всичките си страни. Както стана ясно едва много по-късно, правилният подход е да се разглежда крайният случай, когато всички звезди падат една към друга, и след това да се запитаме как се променят нещата, ако прибавим още звезди, приблизително равномерно разпределени извън тази област. Според закона на Нютон добавените звезди средно няма да предизвикат никаква разлика, така че звездите ще падат със същата скорост. Можем да добавим колкото звезди искаме и те пак ще продължат винаги да падат. Сега вече знаем, че е невъзможно да имаме безкраен статичен модел на Вселената, в който гравитацията да означава винаги привличане.

Едно интересно отражение върху общия дух на мисли преди XX в. е, че никой не си е задавал въпроса, дали Вселената се разширява или свива. Общоприето било, че Вселената е съществувала вечно в непроменящо се състояние или е била създадена в определен момент от миналото повече или по-малко във вида, в който я наблюдаваме днес. Отчасти това може би се дължи на склонността на човека да вярва във вечните истини, както и на утехата, която намира в мисълта, че дори той да остарее и умре, Вселената е вечна и неизменна.

Дори тези, които разбирали, че според теорията на Нютон за гравитацията Вселената не би могла да е статична, не се замисляли дали не се разширява. Вместо това те се опитвали Да видоизменят теорията, приемайки при много големи разстояния гравитационната сила за отблъскваща. Това не променяло значимо предсказанията им за движенията на планетите, но позволявало едно безкрайно разпределение на звездите да остава в равновесие, като силите на привличане между близките звезди се компенсират със силите на отблъскване от далечните. Но ние вече знаем, че такова равновесие ще е нестабилно: ако звездите от една област се сближат помежду си макар и незначително, силите на привличане между тях ще нараснат и ще надделеят над силите на отблъскване, така че звездите ще продължат да падат една към друга. От друга страна, ако звездите се раздалечат макар и малко, силите на отблъскване ще надделеят и още повече ще ги раздалечат.