Система мира Коперника
Гелиоцентрическая система мира — идея о том, что Солнце является центром мироздания и точкой, вокруг которой вращаются все планеты, в том числе и Земля. Данная система предполагает, что наша планета выполняет два вида движения: поступательное вокруг Солнца и вращательное вокруг своей оси. Положение самого же Солнца относительно других звезд считается неизменным.
Термин «гелиоцентризм» происходит от греческого слова «гелиос» (в переводе «Солнце»).
Cчитается, что впервые гелиоцентрическая система мира была изложена в III веке до н. э. Аристархом Самосским. Однако его идеи не приобрели широкого распространения в античности, где господствовала геоцентрическая теория.
В средние века гелиоцентризм почти не упоминался в научных трудах, кроме некоторых его идей, например, вращение Земли вокруг своей оси.
Научная революция Николая Коперника
Окончательно гелиоцентрическая система мира возродилась только в XVI веке, когда польский астроном Николай Коперник разработал теорию движения планет вокруг Солнца на основании принципа Пифагора о равномерных круговых движениях. Результаты своих трудов он обнародовал в книге «О вращениях небесных сфер», изданной в 1543 году.
Согласно его концепции смена дня и ночи, а также движение Солнца по небу объясняются вращением Земли вокруг своей оси. Точно также, при помощи движения Земли вокруг Солнца, объясняется движение нашего светила по небосводу в течение всего года.
Коперник объяснил следующие феномены:
- В результате перемещения Земли, которая поочередно, то приближается, то отдаляется от любой из планет нашей системы, эти планеты совершают т.н. попятное движение. То есть спустя какой-то отрезок времени они начинают перемещаться в обратную сторону от направления движения Солнца.
- Предварение равноденствий. На протяжении 18-ти веков ученые искали причины такого эффекта как предварение равноденствий, согласно которому с каждым годом весеннее равноденствие наступает несколько раньше. В своих трудах Николай Коперник смог описать данный эффект как следствие периодического смещения земной оси.
- Гелиоцентрическая система могла объяснить изменение блеска и размеров планет Солнечной системы, а также дать более точную оценку размеров планет и расстояний до них.
Гелиоцентрическая система Коперника может быть сформулирована в следующих утверждениях:
- орбиты и небесные сферы не имеют общего центра;
- центр Земли — не центр Вселенной, но только центр масс и орбиты Луны;
- все планеты движутся по орбитам, центром которых является Солнце, и поэтому Солнце является центром мира;
- расстояние между Землёй и Солнцем очень мало по сравнению с расстоянием между Землёй и неподвижными звёздами;
- суточное движение Солнца — воображаемо, и вызвано эффектом вращения Земли, которая поворачивается один раз за 24 часа вокруг своей оси, которая всегда остаётся параллельной самой себе;
- Земля (вместе с Луной, как и другие планеты), обращается вокруг Солнца, и поэтому те перемещения, которые, как кажется, делает Солнце (суточное движение, а также годичное движение, когда Солнце перемещается по Зодиаку) — не более чем эффект движения Земли;
- это движение Земли и других планет объясняет их расположение и конкретные характеристики движения планет.
Эти утверждения полностью противоречили господствовавшей на тот момент геоцентрической системе.
Тем не менее, теория Коперника не может быть названа гелиоцентрической в полной мере, поскольку Земля в ней отчасти сохраняла особый статус:
- центром планетной системы было не Солнце, а центр земной орбиты;
- из всех планет Земля единственная двигалась по своей орбите равномерно, в то время как у остальных планет орбитальная скорость менялась.
По всей видимости, у Коперника сохранялась вера в существование небесных сфер, несущих на себе планеты. Таким образом, движение планет вокруг Солнца объяснялось вращением этих сфер вокруг своих осей.
Точность и простота новой системы
Система, предложенная Николаем Коперником, была точнее и проще системы Птолемея. Она сразу же получила широкое практическое применение. На основе данной системы были составлены «Прусские таблицы«, длина тропического года была рассчитана более точно.
В 1582 году была проведена долгожданная реформа календаря – появился новый стиль, григорианский.
Меньшая сложность новой теории, а также получавшаяся в первое время большая точность расчета положений планет на основе гелиоцентрических таблиц отнюдь не являются основными достоинствами системы Коперника.
Более того, при расчетах его теория оказалась лишь незначительно проще птолемеевской. Что касается точности вычислений положений планет, она практически от нее не отличалась, если необходимо было рассчитать изменения, наблюдаемые в длительном промежутке времени. В первое время «Прусские таблицы» давали несколько большую точность.
Это объяснялось, однако, не просто введением гелиоцентрического принципа. Дело в том, что Коперник пользовался более совершенным математическим аппаратом для своих вычислений.
Однако и «Прусские таблицы» в скором времени также разошлись с данными, полученными в ходе наблюдений.
Восторженное отношение к предложенной Коперником теории постепенно сменилось разочарованием в ней у тех, кто ожидал получить немедленный практический эффект. Более полувека, с момента возникновения системы Коперника и до открытия Галилеем фаз Венеры в 1616 году, не было прямых подтверждений того, что планеты движутся вокруг Солнца. Таким образом, истинность новой системы не была подтверждена наблюдениями.
Оценка теории Коперника современниками
Его ближайшими сторонниками первых трёх десятилетий после опубликования книги «О вращениях небесных сфер» был немецкий астроном Георг Иоахим Ретик, одно время сотрудничавший с Коперником, считавший себя его учеником, а также астроном и геодезист Гемма Фризий. Сторонником Коперника был и его друг, епископ Тидеман Гизе.
Книга «Об обращении небесных сфер» Коперник
Но большинство современников из теории Коперника «вырвали» только математический аппарат для астрономических вычислений и практически полное игнорирование его новой, гелиоцентрической космологии. Это произошло, возможно, потому, что предисловие для его книги писал лютеранский богослов, и в предисловии было сказано, что движение Земли является остроумным вычислительным приёмом, но понимать Коперника буквально не следует.
Многие в XVI веке так и считали, что это мнение самого Коперника. И только в 70-е — 90-е годы XVI в. астрономы стали проявлять интерес к новой системе мира. У Коперника появились как сторонники (в том числе философ Джордано Бруно; богослов Диего де Цунига, который использует представление о движении Земли для интерпретации некоторых слов Библии), так и оппоненты (астрономы Тихо Браге и Христофор Клавий, философ Фрэнсис Бэкон).
Противники системы Коперника утверждали, что если бы Земля вращалась вокруг своей оси, то:
- Земля испытывала бы колоссальные центробежные силы, которые неминуемо разорвали бы её на части.
- Все находящиеся на её поверхности лёгкие предметы разлетелись бы во все стороны Космоса.
- Любой брошенный предмет отклонялся бы в сторону запада, а облака плыли бы, вместе с Солнцем, с востока на запад.
- Небесные тела движутся, потому что они состоят из невесомой тонкой материи, но какая сила может заставить двигаться огромную тяжёлую Землю?
Отношение церкви
Католическая церковь вначале не придала большого значения учению, предложенному Коперником. Но, когда выяснилось, что оно подрывает основы религии, его сторонники начали подвергаться преследованию.
За распространение учения Коперника в 1600 году был сожжен на костре Джордано Бруно, итальянский мыслитель.
Сожжение Джордано Бруно
Научный спор между сторонниками Птолемея и Коперника превратился в борьбу между реакционными и прогрессивными силами. В конце концов победили последние.
Значение
В глобальном смысле теория Коперника определила появление новой методики познания природы, основанной на научном подходе.
Согласно схоластической традиции, которой придерживались его предшественники, для того чтобы познать сущность того или иного объекта, не нужно детально изучать его внешнюю сторону, а можно постичь его непосредственно разумом.
В отличие от них, Коперник показал, что ее можно понять лишь после тщательного изучения рассматриваемого явления, его противоречий и закономерностей. Гелиоцентрическая система мира Н. Коперника стала мощным толчком в развитии науки.
С научной точки зрения, гелиоцентрическая система мира, выдвинутая в III веке до н. э. Аристархом и возрождённая в XVI веке Коперником, позволила установить параметры планетной системы и открыть законы планетных движений. Обоснование гелиоцентризма потребовало создания классической механики и привело к открытию закона всемирного тяготения.
Эта теория открыла дорогу звёздной астрономии, когда было доказано, что звёзды — это далёкие солнца) и космологии бесконечной Вселенной. Далее гелиоцентрическая система мира все более утверждалась — основное содержание научной революции XVII века состояло в утверждении гелиоцентризма.
Видео
Источник
Представления о Вселенной от Коперника до наших дней
Урок 5. Естествознание 5 класс ФГОС
Конспект урока «Представления о Вселенной от Коперника до наших дней»
Много веков в науке о Вселенной господствовало учение древнегреческого астронома Клавдия Птолемея.
Вспомним, что Птолемей разработал свою систему мира, в центре которой, как и Аристотель, поместил Землю. Вокруг неподвижной шарообразной Земли, по мнению Птолемея, движутся Луна, Солнце, пять (известных в то время) планет, а также «сфера неподвижных звёзд». Эта сфера и ограничивает пространство Вселенной. Система Птолемея хорошо объясняла видимое движение небесных тел. Она позволяла определять и предсказывать их расположение в тот или иной момент.
Учение Птолемея принималось и поддерживалось церковью и казалось истинным и неопровержимым. Но в результате развития торговли европейцы узнавали новые страны и народы. Открытия мореходов Португалии и Испании в XIV—XVI вв. изменили географическую карту. Люди поняли, как огромен мир, в котором они живут, а кругосветное путешествие Фернана Магеллана окончательно доказало шарообразность нашей планеты.
А великий польский учёный Николай Коперник, наблюдая за звёздами и планетами, произвёл революцию в мировоззрении. Он утверждал, что Земля обращается вокруг Солнца. Этот вывод помогли сделать ему труды древних и современных мыслителей, а также сложные математические расчёты.
Центром мира, по убеждению Коперника, является Солнце, вокруг которого движутся все планеты, вращаясь одновременно вокруг своих осей. Звезды, по Копернику, неподвижны и находятся на огромных расстояниях от Земли и Солнца. Их вращение вокруг Земли кажущееся, и связано оно с тем, что наша планета сама вращается вокруг своей оси, совершая один оборот за 24 часа. Звезды образуют сферу, которая ограничивает Вселенную.
Значение труда Коперника трудно переоценить. Фридрих Энгельс писал об этом: «Революционным актом, которым исследование природы заявило о своей независимости. было издание бессмертного творения, в котором Коперник бросил — хотя и робко и, так сказать, лишь на смертном одре — вызов церковному авторитету в вопросах природы».
Дальнейшее развитие теория Коперника получила в работах немецкого учёного Иоганна Кеплера и английского учёного Исаака Ньютона, из которых первый открыл кинематические законы движения планет, а второй обнаружил силу, которая управляет этими движениями, — силу всемирного тяготения.
Николай Коперник родился в польском городе Торунь. Образование он получил в Кракове, а затем в Италии. Там изучал не только астрономию, но и право, медицину, философию.
Идеи Коперника о строении Вселенной изложены в его книге «Об обращениях небесных сфер», которая вышла в 1543 г., незадолго до смерти учёного. На создание своего учения Николай Коперник потратил 30 лет упорного труда.
Учение Коперника сразу же нашло сторонников среди учёных XVI в. Они распространяли идеи великого астронома в своих странах, расширяли и углубляли их. Так, итальянский учёный Джордано Бруно считал, что Вселенная бесконечна, она не имеет и не может иметь единого центра. Солнце — центр Солнечной системы. Но само оно — одна из множества звёзд, вокруг которых обращаются планеты. Возможно, полагал Бруно, на них тоже есть жизнь. Да и Солнечная система пока полностью не изучена, не исключено, что в ней существуют ещё не открытые планеты. Как стало ясно позднее, многие из этих догадок Джордано Бруно были верными.
Джордано Бруно родился на юге Италии. Посвятив свою жизнь распространению и развитию учения Николая Коперника, он вынужден был покинуть родину, скитаться по многим странам Европы. Его преследовала церковь, так как учение Коперника было ею запрещено. В то время церковь жестоко наказывала тех, чьи взгляды противоречили её установлениям. Джордано Бруно был схвачен и после нескольких мучительных лет тюрьмы сожжён в Риме 17 февраля 1600 г. Он погиб, но не отказался от своих убеждений.
Много сделал для развития учения Коперника и другой итальянский учёный — Галилео Галилей. В своих наблюдениях за небесными телами он впервые использовал телескоп, который изготовил самостоятельно (кто был изобретателем этого прибора, сейчас сказать трудно). Лучший телескоп Галилея давал увеличение всего лишь в 30 раз. Но и этого было достаточно, чтобы увидеть неровности на поверхности Луны и тёмные пятна на Солнце. Солнечные пятна не оставались неподвижными, они перемещались по его поверхности, но всегда в одну сторону. Напрашивался вывод, что Солнце вращается вокруг собственной оси.
В то время люди никак не могли объяснить явление, при котором Луна видна целиком. Это явление тогда называли пепельным светом Луны из-за того, что неосвящённая прямым светом часть Луны имеет характерный пепельный цвет.
Наблюдая за Луной, Галилей объяснил это явление результатом попадания на наш естественный спутник солнечного света, отражённого Землёй.
Больше всего поразило современников открытие Галилеем спутников Юпитера. Это доказывало, что не только вокруг Земли могут обращаться небесные тела.
Знакомя современников со своими открытиями, Галилей указывал на правильность учения Коперника. Это учение медленно, в жестокой борьбе со старыми предрассудками завоёвывало все новых и новых сторонников.
Галилео Галилей родился в итальянском городе Пиза. Он получил разностороннее образование (изучал медицину, математику). Галилей сделал много научных открытий и был широко известен. В 1632 г. он издал книгу «Диалог о двух главнейших системах мира», в которой отстаивал учение Николая Коперника и опровергал систему Птолемея. За эту книгу он был привлечён церковью к суду, на котором его, тогда уже старого человека, заставили отречься от своих убеждений.
Большой вклад в изучение астрономии внёс английский астроном Уильям Гершель. Этот выдающейся учёный обладал большими музыкальными способностями. Наряду с музыкой, Гершель интересовался математикой, оптикой, астрономией.
Для того чтобы наблюдать за небесными телами, Уильям Гершель в 1789 году изготовил самый большой телескоп своего времени. Благодаря своему телескопу Гершель наблюдал туманности и кометы, изучал структуру Млечного Пути.
Уильям Гершель прославился тем, что открыл новую планету Солнечной системы — Уран ― и два спутника Сатурна.
Как видно из истории, над созданием современной модели Вселенной трудилось не одно поколение учёных. Потребовались новые приборы и оборудование, новые методы исследования.
4 октября 1957 года на орбиту Земли был запущен первый советский космический аппарат. Кодовое обозначение спутника было ПС-1, что переводится как Простейший Спутник Земли. Дата запуска этого спутника является началом космической эры человечества.
Однако на этом достижении Советский Союз не остановился. 19 августа 1960 года советские собаки-космонавты (Белка и Стрелка) совершили орбитальный космический полёт и вернулись на Землю целыми и невредимыми.
Полёт Белки и Стрелки внёс существенный вклад в изучение и освоение космического пространства. Полёт продолжался более 25 часов. За это время корабль «Спутник-5» совершил 17 полных витков вокруг Земли.
Основной целью полёта «Спутника-5» было исследование влияния на организм животных и других биологических объектов факторов космического полёта. То, что эти легендарные собаки совершили полёт в космос и вернулись невредимыми, позволило сделать вывод о возможности человека совершить орбитальный полёт вокруг Земли.
Так, 12 апреля 1961 года советский лётчик-космонавт Юрий Гагарин, стал первым человеком в мировой истории, который совершил полёт в космическое пространство. Около ста восьми минут Юрий Гагарин провёл на околоземной орбите. В течение этого времени было изучено, как человек ведёт себя в космосе и как чувствует себя в условиях невесомости.
Проанализировав все полученные данные разных учёных, современная наука предполагает следующую модель Вселенной. Вселенная не имеет границ. Никто не знает, где находится её центр. Наша планета Земля входит в состав Солнечной системы, которая является частью Галактики. К сведению. Солнечная система — это система планет, которая включает в себя центральную звезду — Солнце, а также все естественные космические объекты, вращающиеся вокруг Солнца. А Галактика — это система звёзд во Вселенной.
Галактика, в которой находится Солнечная система и все отдельные звёзды, видимые невооружённым глазом, называется Млечный путь. Наша и другие галактики, в свою очередь, образуют скопление галактик, такое скопление называют метагалактикой.
Итак, сегодня на уроке вы узнали, что великий польский астроном Николай Коперник создал модель Вселенной, согласно которой центром мира является Солнце, а вокруг него вращаются Земля и другие планеты. О том, что взгляды Николая Коперника распространяли и развивали Джордано Бруно и Галилео Галилей. Согласно современным представлениям, Земля входит в состав Солнечной системы, которая является частью гигантского скопления звёзд — Галактики. А вселенную составляет огромное число галактик.
Источник