День в обсерватории: как совершали мировые открытия

Об исторической и научной значимости Казанской городской астрономической обсерватории нам рассказал заведующий кафедрой астрономии и космической геодезии института физики Казанского федерального университета доктор физико-математических наук Ильфан Бикмаев.

Ильфан Бикмаев встречает нас в университетском дворике и приглашает в здание обсерватории, возведенное в 1837 году. Оно сплошь пропитано историей: эти стены помнят не одно поколение ученых. Был здесь в студентах и отец Ленина Илья Ульянов. Идем тихо - в одной из аудиторий проходит занятие у будущих астрономов и геодезистов. 
 

История астрономических наблюдений в Казанском университете берет начало в 1810 году, когда кафедру возглавил приглашенный австрийский ученый Йозеф Иоганн Литров. Он предложил нескольким студентам физико-математического отделения прослушать курс лекций по астрономии. Среди заинтересовавшихся оказались Николай Лобачевский и Иван Симонов. Свои наблюдения они вели с крыши одноэтажного здания, соседствующего с нынешней обсерваторией. В 1816 году Симонов стал экстраординарным профессором двух кафедр Казанского университета: теоретической и практической астрономии. Ученый загорелся желанием создать в городе обсерваторию. 
 

Ильфан Фяритович приглашает нас в исторический зал для меридианного круга. Его конструкция особенная - ниши для окон сделаны по направлению север - юг (т.н. небесного меридиана). Телескоп стоял строго по этому меридиану.
 

- Если мы точно засекаем момент прохождения звезды через небесный меридиан, то можем его использовать для фиксации звездного времени, которое в дальнейшем пересчитывалось в солнечное, - рассказывает Ильфан Бикмаев.
 

Кстати, в другом крыле обсерватории окна расположены перпендикулярно тому направлению, что в зале для меридианного круга. Здесь некогда стоял инструмент, именуемый вертикальным кругом. Он использовался для определения поправки часов хронометра или широты места наблюдения. Кроме того, с помощью астрономических инструментов обсерватории определялись координаты звезд на небе.

- Небесная сфера двумерная, поэтому у звезд есть две координаты на небе - прямое восхождение и склонение. Как на Земле ширина и долгота, - вводит нас в азы астрономии завкафедрой.
 

Городская астрономическая обсерватория для Казани XIX века  была своеобразной службой времени. На входе в здание висели маятниковые часы, где выставлялось точное городское время. И вплоть до широкого распространения телеграфа именно обсерватория, по сути, отвечала за ритм жизни казанцев.
 

На протяжении XIX века в этих стенах развивалось два направления научного знания: классическое наблюдение за небесными светилами и астрономогеодезия. Благодаря второму по координатам звезд определялось географическое положение человека или населенного пункта на поверхности Земли.

- Чтобы точно определить координаты звезд, вам нужно знать широту и долготу, обсерватория - стационарный объект, и две последние координаты у нее неизменны. Но в XIX веке работа велась и над практическими задачами: географическими, которые были связаны и с геополитическими. Нужно было заполнять карты империи информацией и, следовательно, перемещаться по обширным территориям страны. В обсерватории составлялись каталоги звезд, публиковались в виде книг, и по координатам звезд с помощью переносных астрономогеодезических телескопов можно было определить свое положение на любой территории и зафиксировать на картах, - повествует ученый.

Но вернемся к фигуре Ивана Симонова. В 1819 году он по предложению Петербургской академии наук стал участником кругосветного плавания в Южное полушарие в статусе астронома. К команде мореходов должны были присоединиться и зарубежные ученые, но побоялись - из антарктических вод зачастую живыми не возвращались. Именно эта российская экспедиция под руководством Лазарева и Беллинсгаузена в январе 1820 года впервые встретилась с ледяной стеной шельфа и записала координаты места. Так миру был открыт шестой континент - Антарктида. Симонов самостоятельно выполнил естественно-научные и этнографические исследования в этой экспедиции, после чего в 1822 году вернулся в родной университет.

Перед строительством городской обсерватории он объехал ведущие учебные заведения и астрономические обсерватории Европы. Место для возведения было выбрано неслучайно: это высота, доминирующая над городом. И в 1838 году, на год раньше, чем в не менее известной Пулковской обсерватории, здесь приступили к исследованиям. Кстати, Пулковская обсерватория уже включена в Список объектов Всемирного наследия ЮНЕСКО вместе с историческим центром Санкт-Петербурга.
 

Ильфан Бикмаев по оригинальной винтовой чугунной лестнице приглашает нас в главный купол, где установлен телескоп. Инструмент 1838 года и по сей день в рабочем состоянии. Купол оборудован поворотным механизмом. В результате многолетних наблюдений с помощью этого телескопа следующий директор обсерватории - Мариан Ковальский - сделал открытие мирового уровня. Во второй половине XIX века он составил каталог более 4 тысяч звезд и заметил, что звезды имеют смещение в одном направлении.
 

- Ковальский сделал сенсационное предположение, что общий вектор смещения звезд связан с эффектом вращения нашей Галактики (Млечного Пути) относительно ее центра. Спустя 50 лет американские ученые подтвердили гипотезу Ковальского, - подытожил ученый.
 

На рубеже XIX - XX веков в Казани активно распространяется уличное освещение - засветка центра города мешает ночным исследованиям. По этой причине в 25 км от современного города в 1901 году была построена новая обсерватория. Ее отцом-основателем стал Дмитрий Дубяго, бывший ректором Императорского Казанского университета в 1899 - 1905 годах. Фонды инструментов и оборудования обсерватории были пополнены вещами, полученными в дар от астронома Василия Энгельгардта, близкого друга Дубяго. С 1903 года эта обсерватория носит имя Энгельгардта. На протяжении почти всего XX века она стала центром наблюдений. Сегодня обе обсерватории в связке готовятся претендовать на включение в Список объектов Всемирного наследия.

Кстати, если в прошлом опорой для определения координат были звезды на небе, то сейчас их работу выполняют спутниковые системы. На крыше городской обсерватории имеется уникальное оборудование: опорная станция, которая непрерывно получает информацию о своем местоположении, будучи на связи с приемниками систем ГЛОНАСС-GPS. По словам Ильфана Бикмаева, данные этой станции дали потрясающе важные результаты - каждый год точка на здании (то есть город Казань) относительно точек в других городах Европы смещается на 3 см в год в сторону Урала!
 

- Подготовка классических астрономов сегодня ведется лишь в 4 российских университетах, - напомнил Ильфан Бикмаев в конце нашей встречи. - Образовательный процесс в этом здании не останавливался никогда: ни в годы Гражданской войны, ни в Великую Отечественную. И важно, чтобы эти вековые традиции сохранялись и были связаны со зданием нашей обсерватории.