КАССИНИ, ЖАН-ДОМИНИК

КАССИНИ, ЖАН-ДОМИНИК (Cassini, итал. Gian Domenico, фр. Jean-Dominique) (1625–1712), итальянский и французский астроном, основатель астрономической династии. Родился 8 июня 1625 в Перинальдо (Генуэзская республика). Образование получил в иезуитском коллегиуме в Генуе и в аббатстве Сан-Фруктуозо. В 1644–1650 работал в обсерватории маркиза Мальвазиа в Панцано (близ Болоньи), продолжил астрономическое образование под руководством Дж.Б.Риччоли и Ф.М.Гримальди. В 1650–1669 профессор астрономии в Болонском университете. В 1669 переехал во Францию, где руководил строительством Парижской обсерватории, которую возглавлял до конца жизни. С 1669 – член Парижской Академии наук.

В Италии Кассини выполнил многочисленные позиционные наблюдения Солнца при помощи меридианного инструмента и на основании этих наблюдений составил новые солнечные таблицы, опубликованные в 1662. Создал первую точную теорию атмосферной рефракции, основанную на законе синусов. Экспериментировал в области гидравлики и написал несколько работ по прикладной гидротехнике.

В 1664 Кассини начал наблюдать поверхности планет с помощью больших телескопов с высококачественной оптикой. Изучая Юпитер, он описал систему полос на его поверхности и измерил сплюснутость планеты. Следя за перемещением теней от спутников Юпитера по диску планеты и зарисовывая вид облачной поверхности планеты, Кассини впервые определил период вращения Юпитера: полученное им значение (9 час 56 мин) практически не отличается от современного (9 час 55 мин 30 сек). В 1666 Кассини наблюдал детали на поверхности Марса и по ним весьма точно определил период его осевого вращения – 24 час 40 мин (современное значение – 24 час 37 мин 23 сек).

В 1668 Кассини разработал теорию и составил таблицы движения спутников Юпитера. В ту эпоху это было чрезвычайно ценное пособие для мореплавателей, позволявшее им по наблюдаемому положению спутников определять время на меридиане обсерватории, а отсюда – географическую долготу своего корабля (других методов тогда не было, поскольку механические часы были несовершенны). Естественно, что Кассини основывал свои расчеты главным образом на наблюдениях, проводившихся вблизи противостояния Юпитера. Продолжив эти наблюдения в Париже, он установил, что вблизи соединений Юпитера моменты затмений спутников тенью планеты запаздывают более чем на 10 минут от расчетного времени. Датский астроном Оле Рёмер узнал об этом, будучи в 1675 в Париже, и объяснил этот факт конечностью скорости распространения света. Когда Юпитер находится ближе к Земле, свет от него доходит до нас быстрее. Рёмер определил, что свет проходит расстояние от Земли до Солнца за 11 минут (в действительности – за 8.3 мин), впервые оценив таким образом скорость света. В 1693 Кассини уточнил свои таблицы, которые широко применялись астрономами и мореплавателями.

Учитывая заслуги Кассини, Людовик XIV пригласил его в 1669 в Париж, где в то время создавалась Королевская академия наук. После завершения строительства Парижской обсерватории в 1671 Кассини стал ее директором. Вплоть до 19 в. семья Кассини была связана с Парижской обсерваторией. После смерти отца пост директора обсерватории последовательно занимали его сын (Жак Кассини), внук и правнук – также известные астрономы и геодезисты.

В Париже Жан-Доминик Кассини продолжил наблюдения планет. В 1671 он открыл второй спутник Сатурна – Япет и объяснил изменения его яркости тем, что этот спутник всегда обращен к планете одной стороной. В 1672 открыл третий спутник Сатурна – Рею, в 1684 – два других, Тетис и Диону. В 1675 обнаружил, что кольцо Сатурна состоит из двух частей, разделенных темной полосой (которую стали называть «делением Кассини»). Размышляя над физической природой кольца Сатурна, Кассини предположил, что оно состоит из большого количества отдельных небольших частиц; в наше время эта гипотеза подтвердилась.

На протяжении 1671–1679 ученый наблюдал детали лунной поверхности и в 1679 составил большую карту Луны. В 1683 на основе тщательных наблюдений дал первое научное описание зодиакального света; правильно полагал, что это явление имеет космическое происхождение, а не является метеорологическим феноменом. Принимал участие в наблюдениях Марса во время противостояния 1672 (совместно с Ж.Рише и Ж.Пикаром). В результате этих наблюдений было получено первое приемлемое значение солнечного параллакса (9.5–10.0"; современное значение – 8.8").

В 1693 Кассини сформулировал три эмпирических правила, описывающих движение Луны («законы Кассини»): (1) Луна вращается вокруг своей оси с постоянной скоростью, равной одному обороту за орбитальный период; (2) плоскость лунного экватора наклонена на постоянный угол (около 1,5 градуса) к эклиптике, плоскости земной орбиты; (3) восходящий узел лунной орбиты (т.е. точка, где орбита Луны пересекает эклиптику с юга на север) всегда совпадает с нисходящим узлом лунного экватора (т.е. точкой, в которой экватор Луны пересекает, под углом около 5.1 градуса, эклиптику с севера на юг). Таким образом, ось вращения Луны, ось лунной орбиты и ось эклиптики всегда лежат в одной плоскости. Законы Кассини позволили точно вычислить величину лунных либраций («покачиваний») по долготе и широте, дающих возможность земному наблюдателю заглядывать на обратную сторону Луны.

Кассини руководил экспедиционными работами по измерению дуги меридиана на территории Франции. На основании этих измерений пришел к неправильному заключению, что длина одного градуса географического меридиана уменьшается к северу, а значит, Земля вытянута вдоль оси вращения. Лишь последующие экспедиции П.Бугера, Л.Годена и Ш.М. ла Кондамина в Перу в 1735–1743, а также П.Л.М.Мопертюи – в Лапландию в 1736–1737 разрешили окончательно вопрос о форме Земли. Как и полагал И.Ньютон, Земля оказалась эллипсоидом, сжатым вдоль оси вращения.

Кассини прославился как талантливый астроном-наблюдатель, однако придерживался ряда устарелых физических концепций – был противником теории всемирного тяготения, его коперниканство было ограниченным, он предлагал заменить эллиптические орбиты Кеплера кривыми четвертого порядка (овалами Кассини), считал, что Рёмер неправильно объясняет наблюдаемую неравномерность движения спутников Юпитера конечностью скорости света. Ошибочными были и его взгляды на природу комет.

Имя Кассини занесено на карты Луны, Марса и спутника Сатурна – Япета. Умер Кассини в Париже 14 сентября 1712.