Леонардо да Винчи открыл гравитацию до Ньютона?

Карандашные наброски, сделанные Леонардо да Винчи в начале XVI века, позволяют предположить, что он осознал идею гравитации задолго до английского математика Исаака Ньютона, который, как считается, открыл ее в XVII веке. Исследователи из Калифорнийского технологического института проанализировали записные книжки да Винчи и обнаружили эксперименты, разработанные итальянцем и демонстрирующие, что гравитация является формой ускорения. По словам исследователей, да Винчи сумел смоделировать гравитационную постоянную с точностью в 97%. По мнению исследователей, единственное, что помешало да Винчи окончательно осформулировать концепцию гравитации, — нехватка необходдимых инструментов. У ученого просто не было необходимых возможностей для точного измерения времени падения объектов.

Да Винчи, живший с 1452 по 1519 год, в своих научных исследованиях далеко опередил свое время, поэтому неудивительно, что знаменитый эрудит понял идею гравитации. Однако сформулировать ее до конца ему не удалось. Только в 1604 году Галилео Галилей предположил, что расстояние, преодоленное падающим объектом, пропорционально квадрату времени его падения. В конце XVII века Ньютон развил эту идею, разработав закон всемирного тяготения, исчерпывающе описывающий, как объекты притягиваются друг к другу. По легенде, открытием Ньютон обязан яблоку, которое упало ему на голову, когда он сидел под деревом летом 1666 года. Анализируя это событие, Ньютон предположил, что так же, как на яблоко, падающее с дерева, гравитация действует на все предметы на планете и может распространяться дальше, в том числе, в космосе.

Первым заметил описание экспериментов да Винчи в Codex Arundel, сборнике статей художника и ученого на разнообразные темы, исследователь Мори Гариб . «Меня заинтересовала надпись «Equatione di Moti» на гипотенузе одного из нарисованных им треугольников — точнее, равнобедренного прямоугольного треугольника, — сказал Гариб, ведущий автор нового исследования. Мне стало интересно узнать, что Леонардо имел в виду под этой фразой».

На рисунке Леонардо изображен кувшин с водой, движущийся по прямой линии, параллельной земле, изливая воду или песок. Заметки да Винчи поясняют, что, покидая кувшин, его содержимое не падает с постоянной скоростью, а ускоряется. Он также заметил, что содержимое при этом перестает двигаться горизонтально, потому что кувшин больше не влияет на него, то есть, ускорение происходит исключительно вниз из-за гравитации. «Если кувшин движется с постоянной скоростью, линия, созданная падающим материалом, вертикальна, поэтому треугольника не образуется, — говорится в заметках. - Если кувшин ускоряется с постоянной скоростью, линия, созданная падающим веществом, образует наклонную линию, которая формирует треугольник». При этом, как указал да Винчи на ключевой диаграмме, если движение кувшина ускоряется в том же темпе, с которым гравитация ускоряет падение его содержимого, образуется равносторонний треугольник.

Именно на это впервые обратил внимание Гариб, увидев надпись да Винчи «Equatione di Moti», или «уравнение движений». По словам исследователей, да Винчи пытался математически описать то ускорение, которое видно на зарисовках, но не совсем попал в цель. Исследователи использовали компьютерное моделирование, чтобы провести свой эксперимент, используя аналогичный нарисованному кувшин с водой, и обнаружили, где да Винчи ошибся.

«Мы видели, как Леонардо пытался вывести формулу, но он считал, что расстояние, пройденное падающим объектом, пропорционально 2 относительно времени t, тогда как на самом деле оно пропорционально t в квадрате, - говорит Крис Ро, постдокторант Калифорнийского технологического института. - Но позже мы узнали, что он правильно использовал это неправильное уравнение». В своих заметках да Винчи проиллюстрировал падение объекта в течение четырех интервалов времени — периода, в процессе которого графики обоих типов уравнений практически совпадают. «Мы не знаем, проводил ли да Винчи дальнейшие эксперименты, исследовал ли он этот вопрос более глубоко, — говорит Гариб. - Но тот факт, что он решал эту проблему в начале 1500-х годов, показывает, насколько он опередил современную ему науку».