Что такое гелиоцентрическая система солнца

Гелиоцентрическая система мира

Гелиоцентризм, известный как гелиоцентрическая система мира, позволил сделать обоснованные выводы о действительном расположении планет в Солнечной системе. В соответствии с такой теорией, Солнцу отводится роль центрального небесного тела, вокруг которого происходит вращение Земли и соседних планет. Положение светила при этом всегда остаётся неизменным.

Особенности и отличия от других систем

Термин «гелиоцентризм» возник из греческого языка («гелиос» означает «солнце»). В основу гелиоцентрической системы легли следующие понятия:

1. Вселенная не безгранична, благодаря чему представляется возможным отыскать её центр.
2. Планеты представлены внешними и внутренними космическими объектами. Ко второй разновидности принадлежат Меркурий и Венера (орбиты вращения этих небесных тел вокруг Солнца находятся внутри земной орбиты).

Ещё одной важной особенностью стала теория о годичных параллаксах звёзд, суть которых состоит в видимом изменении их координат. Возникают они в результате смены позиции астрономов, обусловленной естественным движением Земли вокруг Солнца.

Гелиоцентризм принято рассматривать в качестве противоположности геоцентрической системе Птолемея, возникшей в эпоху античности, и получившей в дальнейшем всеобщее признание. В отличие от рассматриваемой теории, такое учение считало центром Вселенной недвижимую Землю. Остальные небесные тела, включая Солнце, должны были совершать оборот вокруг неё.
Предпосылки возникновения

Предположения о подвижности Земли и её обращении вокруг определённого центра возникали ещё до нашей эры. Многие учёные мужи древней эпохи выдвигали подобные теории, вызывавшие в дальнейшем интерес у наиболее смелых представителей науки.

В Древней Греции

Принято считать, что впервые понятие «гелиоцентрическая система мира» ввёл Аристарх Самосский – древнегреческий астроном, философ и математик, живший в третьем веке до нашей эры . На основании выполненных наблюдений и расчётов этот учёный сделал несколько принципиально новых выводов:

• Земля может выполнять обороты вокруг Солнца, потому как её размеры значительно меньше величины огненного светила;
• учитывая отсутствие видимых годичных параллаксов, можно утверждать, что земная орбита в сравнении с расстояниями до звёзд не более чем точка.

В эпоху античности новые идеи об устройстве мироздания не смогли получить развития и признания. В те времена представители науки твёрдо верили в теорию, в соответствии с которой у всех небесных тел имелись жёсткие сферы, а единым центром для них являлась Земля.

Гелиоцентризм Аристарха Самосского так и не стал популярным. Для античных школ динамика планет представлялась невозможной, а устройство космоса и вовсе не могло быть изучено человеком.

В эпоху Средневековья

Средние века также не стали периодом расцвета гелиоцентрических идей. Система, предложенная Аристархом, была практически позабыта. Несмотря на это, существовало представление о вращении Меркурия и Венеры вокруг Солнца.

Гелиоцентризм обнаруживается в отдельных теориях астронома Ариабхаты, занимавшегося исследованиями в пятом веке нашей эры . Этот индийский учёный не исключал наличия у Земли собственной оси и вращения вокруг неё. Также он разработал «систему полуночи», в соответствии с которой параметры деферента Венеры соответствуют параметрам геоцентрической орбиты Солнца (один из гелиоцентрических принципов).

В начале XII столетия некоторые астрономы из Европы также рассматривали Землю, как вращающуюся вокруг оси. Спустя 100 лет эта гипотеза вместе с версией о наличии у планеты поступательного движения упоминалась Фомой Аквинским.

Возможность осевого вращения Земли активно обсуждалась в XIV веке французами Жаном Буриданом и Николаем Оремом. Этим представителям Парижской школы всё же не удалось получить поддержку научного мира. Гелиоцентризм оставался отвергнутым, а неподвижность нашей планеты по-прежнему не вызывала сомнений.

Ранее Возрождение

Начало Эпохи Возрождения ознаменовалось очередными идеями о подвижности Земли, автором которых стал Николай Кузанский. При этом его предположения носили философский характер, и не основывались на астрономических наблюдениях или расчётах.

В 1450 г. был опубликован перевод Архимедова «Псаммита», упоминающий теорию Аристарха Самосского. Выдающийся европейский астроном Региомонтан, от руки переписавший данный трактат, рассуждал о том, что «движение звёзд может подвергаться незначительным изменениям на фоне подвижности Земли». В то же время он предпочитал оставаться геоцентристом.

В 1499 г. гелиоцентрическая система мира обсуждалась итальянским профессором Франческо Капуано, уделившим немало внимания вращательному и поступательному движению планеты Земля (центр движения при этом не рассматривался). Ни одна из его гипотез не была принята учёным миром.

В 1501 г. итальянец Джорджо Валла озвучивал доктрину Пифагора относительно обращения Земли вокруг главного светила, и говорил о том, что для Меркурия и Венеры также свойственно обращаться вокруг Солнца.

Солнечная система по Николаю Копернику в книге «Harmonia Macrocosmica» Андреаса Целлариуса

Учение Николая Коперника

Год 1543 стал настоящим прорывом в астрономии. В это время Николай Коперник, учёный и священнослужитель из Польши, представил научному миру свой труд под названием «О вращении небесных сфер». В этой работе он описал гелиоцентрическую теорию и привёл в доказательство её правдивости тщательные расчёты, в основе которых лежали принципы теоретической механики.

Концепция Коперника гласила следующее – чередование тёмного и светлого времени суток, движение Солнца по небосводу обусловлены осевым вращением Земли. Также он сообщал, что благодаря движению нашей планеты вокруг огненного светила, можно объяснить видимое перемещение последнего.

Великий астроном заложил основу устройства мироздания, принятого в наше время. Гелиоцентрическая система мира, предложенная Коперником, также способствовала объяснению многих феноменов:

1. Земля, которой свойственны поочерёдные приближения и отдаления от планет Солнечной системы, способствует их попятному движению. Это означает, что спустя некоторое время космические объекты принимают направление, обратное движению центральной звезды.
2. Многие столетия учёные пытались выяснить, чем обусловлено предварение равноденствий (в соответствии с таковым, весеннее равноденствие начинается немного раньше каждый год). Николай Коперник указал на взаимосвязь этого явления и периодически происходящего смещения земной оси.
3. Польский астроном также утверждал, что звёздная сфера находится на огромных дистанциях относительно межпланетных расстояний, по причине чего усложняются наблюдения за годичными параллаксами. Чтобы доказать факт вращения Земли вокруг оси, он приводил несколько аргументов – если рассматривать нашу планету как лишённую подвижности, небосвод должен перемещаться из-за движения звёздной сферы. При учёте удаленности последней, такое вращение потребует немыслимой скорости.
4. Гелиоцентрическая система мира поясняла, почему изменяются блеск и размеры планет, входящих в Солнечную систему, более точно рассчитывала параметры небесных тел и расстояния до них. Копернику удалось определить, какова приблизительная величина Луны и Солнца, а также высчитать время, требующееся Меркурию для полного прохождения орбиты вокруг Солнца (измеряется 88 земными сутками).

Гелиоцентризм польского учёного, преподнесённый с научными доказательствами, совершил настоящую революцию в сфере астрономической науки. В то же время данная теория не была лишена определённых недостатков.

В качестве центральной точки системы Коперник рассматривал не Солнце. Эта роль отводилась центру земной орбиты. Кроме этого, входящие в нашу планетарную систему небесные тела осуществляли неравномерное движение по орбитам. Только Земля рассматривалась как объект, сохраняющий орбитальную скорость. При всей новизне своего подхода, Коперник по-прежнему придерживался идеи движения небесных сфер. Астроном лишь пересмотрел центр такого вращения.

Отношение учёных к новой теории

Учение Николая Коперника произвело настоящий переворот в науке того времени. Будучи достаточно смелой, но уже не новой, гелиоцентрическая система мира в очередной раз получила немало приверженцев и противников.

Последователи Коперника

Сторонниками гелиоцентрической теории Николая Коперника в XVI и XVII столетиях стали:

Эти учёные отстаивали учение о мироздании во времена, когда подобные утверждения рассматривались католической церковью как ересь. Итальянский философ и поэт Джордано Бруно говорил о том, что небосвод состоит не только из небесных сфер. По его мнению, существовали и другие светила, обладающие характеристиками Солнца. Революционные убеждения стоили Джордано Бруно жизни. В возрасте 52 лет инквизиция приговорила его к казни через сожжение.

Галилео Галилей, астроном, физик и механик из Италии, стремился развивать теорию Коперника, и проводил научные наблюдения. Этот учёный полагал, что Земля никогда не находилась в области, расположенной между Венерой (Меркурием) и Солнцем. Как и Джордано Бруно, Галилей стал жертвой инквизиции. В 1633 г. 70-летнему исследователю назначили карательную меру в виде пребывания под «домашним арестом», где он и находился до самой кончины.

Изображение гелиоцентрической модели из книги Николая Коперника «De revolutionibus orbium

Противники учения

Представители науки, не признававшие гелиоцентризм, говорили следующее:

1. При наличии осевого движения Земли должна возникнуть огромная центробежная сила, способная уничтожить её. При этом на земной поверхности не смогли бы удерживаться мелкие и средние предметы, а их движение оказалось бы противоположным вращению.
2. У небесных объектов отсутствует большой вес, благодаря чему они движутся без особого труда. Однако такая тяжёлая планета, как Земля нуждается в значительной силе, способной обеспечить её вращение.

Отвергающий гелиоцентризм Тихо Браге стал основателем так называемой «гео-гелиоцентрической» системы мира. Этот датский астроном утверждал, что Солнце вместе с Луной и сферой звёзд вращаются вокруг Земли. Иные объекты, по его мнению, движутся вокруг солнечного светила.
Последователь гео-гелиоцентрической теории, физик из Германии Иоганн Кеплер, выполнил тщательный анализ наблюдений Браге. На основании этого он сделал выводы, поддерживающие гелиоцентризм:

• плоскости планетарных орбит, входящих в Солнечную систему, пересекаются в месте расположения основной звезды (в результате Солнце рассматривается как центр планетарного вращения, тогда как Коперник полагал таковым земную орбиту);
• для орбитальной скорости Земли характерно время от времени изменяться (подобно остальным планетам);
• скорость движения космических объектов по орбитам, имеющим эллиптическую форму, определяется дистанцией до Солнца (огненное светило выполняет функцию геометрического и динамического центра планетарной системы).

Также Кеплер сумел выяснить причину перемещения планет. Учёному удалось установить, что небесные тела движутся благодаря наличию у Солнца гравитационной силы.

Утверждения, излагающие принципы планетарного движения в Солнечной системе на «математическом языке», получили название «законов Кеплера». Многие из них применяются в современной астрономии в процессе определения орбит дальних космических объектов.

Укрепление гелиоцентрической теории

С наступлением второй половины XVII века гелиоцентризм укрепляет свои позиции. Начало этому процессу положило открытие Исааком Ньютоном закона о всемирном тяготении, способствующего объяснению устройства Солнечной системы. В 1687 г. этот английский физик подтвердил расчёты, сделанные Иоганном Кеплером относительно гравитационных сил солнечного светила.

В последующие годы гелиоцентризм утвердился как обоснованная теория. В 1728 г. английскому астроному Джеймсу Брэдли удалось доказать наличие орбитального движения Земли вокруг Солнца. Данному событию предшествовали длительные астрономические наблюдения, благодаря которым была открыта аберрация света – незначительная односторонняя размытость звёздного изображения, вызванная движениями со стороны наблюдателя. Кроме этого, выявились ежегодные изменения в частоте импульсов, исходящих от пульсаров. Подобные открытия стали доказательством регулярно меняющихся расстояний между Землёй и небесными объектами.

В 20-30 гг. XIX столетия германский учёный Фридрих Вильгельм Струве сумел провести первые наблюдения за годичными звездными параллаксами. Это позволило гелиоцентрическим идеям получить своё беспрекословное подтверждение.

Отношение к теории в России

В России гелиоцентризм и его принципы стали известны только в 1657 г. благодаря монаху Епифанию Славинецкому, выполнившему перевод труда голландца Иоганна Блау. Работа была посвящена особенностям геоцентрической системы и теории Коперника. Немного позже появилась русскоязычная версия «Селенографии» Яна Гевелия, обозначившая основные преимущества новой теории.

Начиная с 1741 г., стали возникать церковные протесты. Святейший синод требовал от Екатерины II наложить запрет на распространение книг, посвящённых гелиоцентризму. Несмотря на оказываемое давление, гелиоцентрическая система мира была включена в школьную программу.

После 1812 г. в России наблюдался религиозный подъём, сопровождавшийся появлением антикоперниканских работ. Последние не получили серьёзного распространения, а некоторые духовные лица (св. Иоанн Кронштадтский, Феофан Затворник) положительно отзывались об идее обращения Земли и других объектов вокруг Солнца.

Значение гелиоцентрической теории

Гелиоцентрическая система мира сыграла огромную роль в истории становления мировой науки. Благодаря её возникновению удалось выяснить, какими параметрами обладает планетарная система, а также определить принципы движения космических тел. Теория поспособствовала становлению принципов классической механики и открытию закона о всемирном тяготении.

Гелиоцентризм значительно способствовал становлению современной космологии и астрономии. Теория, создателем которой стал Аристарх, а продолжателем Коперник, рассматривается как основа актуальных космологических моделей Вселенной.

Источник

Гелиоцентрическая система мира

Астрономия в древности

Трудно точно сказать, когда именно зародилась астрономия: до нас почти не дошли сведения, относящиеся к доисторическим временам. В ту отдаленную эпоху, когда люди были совершенно бессильны перед природой, возникла вера в могущественные сверхъестественные силы, которые будто бы создали мир и управляют им. На протяжении многих веков обожествлялись Луна, Солнце, планеты. Об этом мы узнаем из мифов всех народов мира.

Первые представления о мироздании были очень наивными, они тесно переплетались с религиозными верованиями, в основу которых было положено разделение мира на две части – земную и небесную. Если сейчас каждый школьник знает, что Земля сама является небесным телом, то раньше “земное” противопоставлялось “небесному”. Думали, что существует “твердь небесная”, к которой прикреплены звезды, а Землю принимали за неподвижный центр мироздания.

Геоцентрические системы мира

Представление о центральном положении Земли во Вселенной впоследствии было положено учеными Древней Греции в основу геоцентрических систем мира. Так, крупнейший греческий философ и ученый – энциклопедист Аристотель (384 – 322 гг. до н.э), уже знавший (из наблюдений лунных затмений) о том что Земля имеет шарообразную форму, считал, что планета неподвижна. Он отмечал, что если бы Земля двигалась, то данное движение можно было бы обнаружить по положению звезд на небе – они бы изменялись. На самом деле такие кажущиеся (или параллактические) смещения звезд происходят, но из-за огромной удаленности звезд эти смещения ничтожно малы и были впервые обнаружены лишь в XIX в.

Достижения античной астрономии во II в. н. э. обобщил александрийский астроном Клавдий Птолемей. Он разработал геоцентрическую систему мира, согласно которой вокруг неподвижной Земли движутся Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер, Сатурн и “сфера неподвижных звезд”. На протяжении многих веков церковь поддерживала геоцентрическую систему мира, в которой, как и в самом церковном учении, Земле отводилось положение “центра Вселенной”.

Несмотря на то что система мира Птолемея основывалась на абсолютно ошибочных представлениях о строении Вселенной, она все же объясняла многие особенности видимого движения небесных светил, и в частности петлеобразное движение планет. Этого Птолемей добился, рассматривая движение каждой планеты как комбинацию нескольких равномерных движений. Например, считалось, что планета не просто движется вокруг Земли, а движется около точки, которая сама обращается вокруг Земли. Таблицы, составленные Птолемеем, позволяли определить заранее положение планет на небе. Но с течением времени астрономы обнаружили расхождение наблюдаемых положений планет с предвычисленными. На протяжении веков думали, что система мира Птолемея просто недостаточно совершенна и, пытаясь усовершенствовать ее, вводили для каждой планеты новые и новые комбинации круговых движений.

Гелиоцентрическая система мира

Свою систему мира великий польский астроном Николай Коперник (1473 — 1543) изложил в книге “О вращениях небесных сфер”, вышедшей в год его смерти. Согласно его учению, в центре мира находится не Земля, а Солнце. Вокруг Земли движется лишь Луна. Сама же Земля является третьей по удаленности от Солнца планетой и самая близкая к Земле планета — Венера. Земля обращается вокруг Солнца и вращается вокруг своей оси. За орбитой Земли расположены орбиты Марса, Юпитера и Сатурна. На очень большом расстоянии от Солнца Коперник поместил “сферу неподвижных звезд”.

Система мира, предложенная Коперником, называется гелиоцентрической. Он просто и естественно объяснил петлеобразное движение планет тем, что мы наблюдаем обращающиеся вокруг Солнца планеты не с подвижной Земли, а с Земли, движущейся тоже вокруг Солнца. Коперник впервые в астрономии не только дал правильную схему строения Солнечной системы, но и определил относительные расстояния (в единицах расстояния Земли от Солнца) планет от Солнца и вычислил период их обращения вокруг него.

Учение Коперника нанесло сокрушительный удар геоцентрической системе мира. Оно далеко вышло за рамки астрономической науки, став мощным толчком для развития всего естествознания.

Становление гелиоцентрического мировоззрения

Учение Коперника было признано не сразу. По приговору инквизиции в 1600 г. был сожжен в Риме выдающийся итальянский философ, последователь Коперника Джордано Бруно (1548 — 1600). Бруно, развивая учение Коперника, утверждал, что во Вселенной нет и не может быть центра, что Солнце – это только центр Солнечной системы. А Земля планета солнечной системы. Он также высказывал гениальную догадку о том, что звезды – такие же солнца, как наше, причем вокруг бесчисленных звезд движутся планеты, на многих из которых существует разумная жизнь. Ни пытки, ни костер инквизиции не сломили волю Джордано Бруно, не заставили его отречься от нового учения.

В 1609 г. Галилео Галилей (1564 — 1642) впервые направил на небо телескоп и сделал открытия, наглядно подтверждающие учения Коперника. На Луне он увидел горы. Значит, поверхность Луны в какой-то степени сходна с земной и не существует принципиального различия между “земным” и “небесным”. Галилей открыл четыре спутника Юпитера. Их движение вокруг Юпитера опровергало ошибочное представление о том, что только Земля может быть центром движения небесных тел. Галилей обнаружил, что Венера – шарообразное тело, которое светит отраженным солнечным светом. Изучая особенности изменения вида Венеры, Галилей сделал правильный вывод о том, что она движется не вокруг Земли, а вокруг Солнца. На Солнце, олицетворявшем “небесную чистоту”, Галилей открыл пятна и, наблюдая за ними, установил, что Солнце вращается вокруг своей оси. Значит, различным небесным телам, например Солнцу, присуще осевое вращение. Наконец, он обнаружил, что Млечный путь – это множество слабых звезд, не различимых невооруженным глазом. Следовательно, Вселенная значительно грандиознее, чем думали раньше, и крайне наивно было предполагать, что она за сутки совершает полный оборот вокруг маленькой Земли.

Открытия Галилея умножили число сторонников гелиоцентрической системы мира и одновременно заставили церковь усилить преследования коперниканцев. В 1616 г. книга Коперника “О вращениях небесных сфер” была внесена в список запрещенных книг, а изложенное в ней учение объявлено противоречащим Священному Писанию. Галилею запретили пропагандировать учение Коперника. Однако в 1632 г. ему все-таки удалось опубликовать книгу “Диалог о двух главнейших системах мира – птолемеевой и коперниковой”, в которой он сумел убедительно показать истинность гелиоцентрической системы, чем и навлек на себя гнев католической церкви. В 1633 г. Галилей предстал перед судом инквизиции. Престарелого ученого заставили подписать “отречение” от своих взглядов и до конца жизни держали под надзором инквизиции. Лишь в 1992 г. католическая церковь окончательно оправдала Галилея.

Казнь Бруно, официальный запрет учения Коперника, суд над Галилеем не смогли остановить распространения коперниканства. В Австрии Иоганн Кеплер (1571 — 1630) развил учение Коперника, открыв законы движения планет. В Англии Исаак Ньютон (1643 — 1727) опубликовал свой знаменитый закон всемирного тяготения. В России учение Коперника смело поддерживал М.В. Ломоносов (1711 — 1765), который открыл атмосферу на Венере, защищал идею о множественности обитаемых миров и в остроумных стихах высмеивал сторонников геоцентризма.

Источник