Ускоритель частиц против Средневековья. Физики прочли звездный каталог, который монахи стерли 1000 лет назад

Задолго до появления телескопов древнегреческие астрономы изучали небо невооруженным глазом. Одним из самых внимательных наблюдателей своего времени был Гиппарх. Его звездный каталог считался утраченным на протяжении веков, но, как выяснилось, копия все это время существовала. Текст был стерт и скрыт под более поздними записями в средневековой рукописи, из-за чего оставался практически нечитаемым.

Теперь исследователям удалось частично восстановить этот утраченный труд с помощью синхротрона, разновидности ускорителя частиц. Ученые рассчитывают, что анализ позволит лучше понять, какими методами пользовались первые астрономы и какое влияние работа Гиппарха оказала на развитие науки в последующие эпохи.

Работа с документом началась еще в 2021 году. Тогда в рукописи под названием Codex Climaci Rescriptus удалось обнаружить названия созвездий и числовые измерения, которые удалось связать с Гиппархом. Этот кодекс представляет собой палимпсест, то есть пергамент, с которого старый текст был соскоблен и поверх него написан новый. Самые ранние слои датируются V веком, а более поздние относятся к IX или X веку.

Практика повторного использования пергамента была обычной для своего времени, но для современных исследователей она создает серьезные трудности. На протяжении столетий ученые пробовали разные способы вернуть стертые тексты, включая особое освещение и химические реагенты. Современные методы визуализации, основанные на работе ускорителей частиц, оказались гораздо эффективнее.

В новом эксперименте использовали синхротрон, работающий в национальной лаборатории SLAC в Калифорнии. Установка разгоняет заряженные частицы почти до скорости света и направляет их по замкнутой траектории. При изменении направления движения частицы излучают чрезвычайно яркий рентгеновский свет. Такое излучение способно проникать глубоко в материал и создавать подробное изображение его структуры.

В ходе эксперимента рентгеновские пучки направили на страницы Codex Climaci Rescriptus. Чернила разных эпох реагировали на излучение по-разному. В одних случаях свет рассеивался, в других поглощался или преломлялся. Более поздние записи содержали больше железа, тогда как чернила, использованные для копирования каталога Гиппарха несколькими веками раньше, оставили следы с высоким содержанием кальция. Именно на этот контраст и ориентировались исследователи при анализе изображений.

Состояние рукописи оказалось на удивление хорошим. Уже на этапе первичной обработки данных удалось получить четкие изображения и различимый текст. По словам участников проекта, подобные ситуации редки, когда качество результата становится очевидным практически сразу, еще до завершения всей цепочки анализа.

После окончания работы Codex Climaci Rescriptus может стать самым полным из известных источников, содержащих наблюдения Гиппарха. При этом он не единственное свидетельство его деятельности. До наших дней дошли комментарии самого астронома к каталогу, а также упоминания его данных у других авторов. Кроме того, существует звездная карта, связанная с его именем, изображенная на так называемом Фарнезском атласе. Все это уже позволяло историкам довольно хорошо представлять себе уровень античной астрономии.

Новые страницы могут дать еще больше информации. Они способны пролить свет на неизвестные детали открытий Гиппарха или помочь разрешить давние споры о том, насколько самостоятельными были наблюдения более поздних астрономов, в том числе Птолемея, и в какой мере они опирались на труды предшественников.

Исследователи подчеркивают, что ценность проекта выходит за рамки одного документа. Успех эксперимента показывает, что подобные методы можно применять и к другим палимпсестам, в которых до сих пор могут скрываться тексты, сыгравшие важную роль в истории науки.