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
Гелиоцентрическая модель Солнечной системы
Солнечная система > Гелиоцентрическая модель Солнечной системы
В 16-17 вв. произошла научная революция. В это время закладывались основы всего. Для астрономии наиболее значимой фигурой стал Николай Коперник, который разработал гелиоцентрическую модель Вселенной.
Он изучил древние наработки и рассмотрел движения планет. Его выводы состояли в том, что в центре всего стоит Солнце, а Земля и остальные объекты совершают обороты вокруг. Для нас это нечто привычное, но в те времена за подобную ересь могли запереть в темницу.
Иллюстрация геоцентрической модели Птолемея, созданная в 1568 году Бартоломеу Вельо
Однако Коперник не был первым, кто додумался до подобного. Но его гелиоцентрическая модель мира была совокупностью всех этих идей и решала сложные проблемы. Кроме того, она детально описывала принципы функционирования космического пространства.
Гелиоцентрическая модель Солнечной системы и модель Птолемея (геоцентрическая)
Первой возникла геоцентрическая модель мира, где в центре находилась наша планета Земля, вокруг которой вращались остальные небесные тела. Ее активно развивали Птолемей и Аристотель. Она основывалась на визуальных наблюдениях. Древним людям казалось, что Солнце и остальные планеты мелькают на нашем небе, а значит движутся относительно нас.
В 3-м веке до н.э. ученые согласились, что Земля представляет собою сферу, а значит и все остальные выполнены в таких же формах и вращаются по кругу. Птолемей также поставил нашу Землю не просто в центре системы, а всей Вселенной.
Ретроградное движение Марса в 2009-2010-х гг
Пришлось исправлять недочеты в наблюдениях. Поэтому считали, что все солнечные планеты движутся по двум сферам – отклонения и эпициклы. Первое – круг от Земли, с которым высчитывали длину времени года. А второй – колесо внутри колеса, чтобы объяснить ретроградность.
Но это все равно не спасало положения, так как планеты порой вели себя совсем непредсказуемо. Тогда Птолемей создал экватор – геометрический инструмент возле центра планетарной орбиты, который заставлял ее перемещаться с равномерной угловой скоростью.
«Альмагест» в латинском переводе
Эта модель была общепринятой, но слишком сложной и мудреной. Но в течение 1500 лет ее использовали для создания астрономических карт. В 16-м веке ее сменили на гелиоцентрическую модель Коперника.
Гелиоцентрическая модель Солнечной системы Коперника
В 16-м веке Николай Коперник принялся за разработку своей модели, опираясь на труды Аристарха и исламских ученых. В 1514 году он раздал копии в близком кругу друзей. В рукописи на 40 страниц содержались главные принципы:
- Не все небесные тела вращаются вокруг единой точки;
- Земной центр – центр лунной сферы;
- Все сферы выполняют вращения вокруг Солнца, расположенного возле вселенского центра;
- Дистанция Земля-Солнце считается незначительной частью удаленности между Солнцем и другими звездами, поэтому параллакс не виден;
- Звезды не двигаются;
- Земля вращается вокруг Солнца, что приводит к кажущейся сезонной миграции звезды;
- Земное перемещение создает видимость ретроградного движения других планет;
Коперник продолжил собирать информацию и в 1532 году выпустил главный труд – «О революциях небесных тел».
Сопоставление геоцентрической и гелиоцентрической моделей
Отправив орбитальные пути Меркурия и Венеры между нами и звездой, удалось объяснить перемены в их появлении. Также стало понятным ретроградные движения Марса и Юпитера. Но ученый знал, что церковь отреагирует остро на новинку, поэтому труд опубликовали лишь после его смерти (1542 год).
Отсылки в истории
Коперник не был изобретателем новой системы. Первые записи принадлежат Аристарху Самосскому (310-230 гг. до н.э.), где в центре находилось Солнце.
Расчеты Аристарха по Солнцу, Земле и Луне
Его даже цитировал Архимед, указывая, что звезды должны располагаться намного дальше, чем нам кажется. И это было причиной отсутствия параллакса. О гелиоцентризме также писал Селевк (190-150 гг. до н.э.), которому даже удалось доказать эту теорию. Он мог вычислить постоянные геоцентрической и использовать их для гелиоцентрической. Или же он наблюдал за приливами, созданными Луной.
В 5 веке н.э. Мартиан Капелла заявил, что Венера и Меркурий должны вращаться вокруг Солнца, тогда можно было бы объяснить неточности в их появлении. Коперник позже напишет, что этот ученые повлиял на его разработки. Николь Орест считал, что наша планета может обладать осевым вращением.
В 449 году индийский ученых Арьябхата опубликовал свою работу, где считал, что Земля вращается вокруг своей оси. Он также точно высчитал планетарные периоды, лунные затмения и перемещение спутника.
Модель Ибн аль-Шатира для появления Меркурия
Гелиоцентрическая модель завоевала сторонников и среди исламских ученых. Многие из них стали вдохновителями для Коперника. В открытую Птолемею противостоял Абу Саид аль-Сийзи в 10-м веке. А в 11-м веке выходит трактат «Сомнения в Птолемее» от Альхазена.
Вход в обсерваторию Улугбега (Узбекистан)
С философской точки зрения осевым вращением интересовался Абу Райхан Бируни. Вместе с другими астрономами он обсуждал эту возможность в обсерватории Улугбега. Но дальше разговоров дело не пошло.
Влияние гелиоцентрической модели Солнечной системы
Опасения Коперника были напрасными, ведь церковь слабо отреагировала. Позже они начали активно протестовать, но теория уже обрела влиятельных сторонников. Среди них был Галилео Галилей, который нашел спутники у Юпитера. За его позицию Галилея посадили под домашний арест.
Иоганн Кеплер разработал эллиптические орбиты, которые объясняли вращение планет с разными ускорениями. К тому же идеи Коперника стали толчком для лучшего понимания физических законов, что привело к гравитации и инерции.
Постепенно гелиоцентрическая модель стала общепризнанной и позволила нам понять не только нашу систему, но и принципы функционирования всего пространства и нашего места в нем. Теперь вы знаете, как выглядит история геоцентрической и гелиоцентрической моделей.
Источник