История центра Вселенной — History of the center of the Universe
Центр Вселенной является концепцией , которая отсутствует определение согласованного в современной астрономии ; согласно стандартным космологическим теориям формы Вселенной , у нее нет центра.
Исторически сложилось так, что разные люди предлагали разные места в качестве центра Вселенной. Многие мифологические космологии включали ось мира , центральную ось плоской Земли, которая соединяет Землю, небеса и другие миры. В Греции IV в. До н. Э. Философы разработали геоцентрическую модель , основанную на астрономических наблюдениях; Эта модель предполагала, что центр Вселенной находится в центре сферической неподвижной Земли, вокруг которой вращаются Солнце, Луна, планеты и звезды. С разработкой гелиоцентрической модели Николаем Коперником в 16 веке Солнце считалось центром Вселенной с планетами (включая Землю) и звездами, вращающимися вокруг него.
В начале 20 века открытие других галактик и развитие теории Большого взрыва привело к разработке космологических моделей однородной изотропной Вселенной , в которой отсутствует центральная точка и которая расширяется во всех точках .
СОДЕРЖАНИЕ
Вне астрономии
В религии или мифологии ось мира (также космическая ось, мировая ось, мировой столп, columna cerului, центр мира) — это точка, описываемая как центр мира, связь между ним и Небесами или и то, и другое.
Гора Хермон рассматривалась как ось мира в ханаанской традиции, откуда в 1 Еноха были представлены сыны Божьи , спустившиеся с нее (1Ен 6: 6). В древних греках считали несколько мест как места земного пупа (пупочный) камня, особенно оракул в Дельфах , сохраняя при этом вере в космическом мире дереве и в горе Олимпе , как обитель богов. В иудаизме есть Храмовая гора и гора Синай , в христианстве есть Масличная гора и Голгофа , в исламе есть Мекка, которая , как говорят, была первым местом на земле, и Храмовая гора ( Купол Скалы ). В синтоистском стиле храм Исэ — это омфалос. В дополнение к горам Кунь Лунь , где, как считается, находится персиковое дерево бессмертия , китайская народная религия признает четыре других конкретных горы столпами мира.
Священные места составляют мировые центры ( омфалос ) с алтарем или местом молитвы в качестве оси. Алтари, ароматические палочки, свечи и факелы образуют ось, посылая столб дыма и молитву к небу. Архитектура священных мест часто отражает эту роль. «Каждый храм или дворец — и, в более широком смысле, каждый священный город или королевская резиденция — это Священная гора, которая становится Центром». Ступа из индуизма , а затем буддизм , отражает гору Меру . Соборы выложены в виде креста , с вертикальной полосой, представляющей союз Земли и неба, а горизонтальные полосы представляют объединение людей друг с другом, с алтарем на пересечении. Сооружения пагод в азиатских храмах имеют форму лестницы, соединяющей Землю и небо. Шпиль в церкви или минарета в мечети также служат соединения Земли и неба. Структуры , такие как майский шест , происходящий от саксов » ирминсуля , и тотем среди коренных народов Америки также представляют мировые оси. Calumet , или священная труба, представляет собой столб дыма (душа) поднимается форма мирового центра. Мандал создают мировой центр в границах его двухмерного пространства , аналогичных тому , что создали в трехмерном пространстве святыни.
В средние века некоторые христиане считали Иерусалим центром мира (лат. Umbilicus mundi , греч. Omphalos ), и это было так представлено на так называемых T- и O-картах . Византийские гимны говорят о Кресте, «посаженном в центре земли».
Центр плоской Земли
Модель плоской Земли — это вера в то, что форма Земли представляет собой плоскость или диск, покрытый небосводом, содержащим небесные тела. Большинство донаучных культур имели представления о плоской Земле, включая Грецию до классического периода , цивилизации бронзового века и железного века на Ближнем Востоке до эллинистического периода , Индию до периода Гупта (первые века нашей эры) и Китай до 17 век. Он также , как правило , проводится в аборигенных культурах Северного и Южной Америки , и плоская Земля куполообразного на небосводе в форме перевернутой чаши распространено в донаучных обществах.
«Центр» четко определен в модели Плоской Земли. Плоская Земля имела бы определенный географический центр. Также должна быть уникальная точка в точном центре сферического небосвода (или небосвода, который был полусферой).
Земля как центр Вселенной
Модель плоской Земли уступила место пониманию сферической Земли . Аристотель (384–322 гг. До н. Э.) Привел аргументы наблюдений, подтверждающие идею сферической Земли, а именно то, что разные звезды видны в разных местах, путешественники, идущие на юг, видят южные созвездия, поднимающиеся выше над горизонтом, и тень Земли на Луне во время лунное затмение круглое, и сферы отбрасывают круглые тени, а диски обычно нет.
Это понимание сопровождалось моделями Вселенной, которые изображали Солнце , Луну , звезды и планеты невооруженным глазом, вращающиеся вокруг сферической Земли, включая заслуживающие внимания модели Аристотеля (см. Аристотелевскую физику ) и Птолемея . Эта геоцентрическая модель была доминирующей моделью с 4 века до нашей эры до 17 века нашей эры.
Солнце как центр Вселенной
Гелиоцентризм или гелиоцентризм — это астрономическая модель, в которой Земля и планеты вращаются вокруг относительно неподвижного Солнца в центре Солнечной системы . Слово происходит от греческого ( ἥλιος helios «солнце» и κέντρον kentron «центр»).
Представление о том, что Земля вращается вокруг Солнца, было предложено еще в 3 веке до нашей эры Аристархом Самосским , но не получило поддержки со стороны большинства других древних астрономов.
Основная теория гелиоцентрической модели Николая Коперника была опубликована в De Revolutionibus orbium coelestium ( О вращении небесных сфер ) в 1543 году, в год его смерти, хотя он сформулировал эту теорию несколькими десятилетиями ранее. Идеи Коперника не были немедленно приняты, но они действительно начали сдвиг парадигмы от геоцентрической модели Птолемея к гелиоцентрической модели. Коперника революция , так как эта смена парадигмы придет назвать, будет продолжаться до Исаака Ньютона работы «с более века спустя.
Иоганн Кеплер опубликовал свои первые два закона о движении планет в 1609 году, найдя их путем анализа астрономических наблюдений Тихо Браге . Третий закон Кеплера был опубликован в 1619 году. Первый закон гласил: « Орбита каждой планеты представляет собой эллипс с Солнцем в одном из двух фокусов ».
7 января 1610 года Галилей использовал свой телескоп с оптикой, превосходящей то, что было доступно раньше. Он описал «три неподвижные звезды, совершенно невидимые из-за своей малости», все они расположены близко к Юпитеру и лежат на прямой линии, проходящей через него. Наблюдения в последующие ночи показали, что положение этих «звезд» относительно Юпитера менялось таким образом, что было бы необъяснимо, если бы они действительно были неподвижными звездами. 10 января Галилей заметил, что один из них исчез, и это наблюдение он объяснил тем, что он был скрыт за Юпитером. Через несколько дней он пришел к выводу, что они вращаются вокруг Юпитера: Галилей заявил, что он пришел к такому выводу 11 января. Он обнаружил три из четырех крупнейших спутников (спутников) Юпитера. Четвертый он обнаружил 13 января.
Его наблюдения за спутниками Юпитера произвели революцию в астрономии: планета с меньшими планетами не соответствовала принципам аристотелевской космологии , согласно которой все небесные тела должны вращаться вокруг Земли. Многие астрономы и философы поначалу отказывались верить, что Галилей мог открыть такую вещь; показав, что, подобно Земле, у других планет также могут быть собственные луны, которые следовали заданным путям, и, следовательно, орбитальная механика применима не только к Земле, планетам и Солнцу, Галилей, по сути, показал, что другие планеты могут быть «подобны Земле».
Ньютон прояснил свой гелиоцентрический взгляд на Солнечную систему, разработанный несколько современным способом, потому что уже в середине 1680-х годов он осознал «отклонение Солнца» от центра тяжести Солнечной системы. Для Ньютона это был не совсем центр Солнца или любого другого тела, которое можно было бы рассматривать в состоянии покоя, а, скорее, «общий центр тяжести Земли, Солнца и всех планет должен считаться Центром Вселенной». мир », и этот центр тяжести« либо покоится, либо движется равномерно вперед по прямой линии »(Ньютон принял альтернативу« в состоянии покоя »ввиду общего согласия, что центр, где бы он ни находился, находился в покое).
Галактический центр Млечного Пути как центр Вселенной
До 1920-х годов обычно считалось, что не существует других галактик, кроме нашей (см., Например, «Великие дебаты» ). Таким образом, для астрономов прошлых веков не существовало различия между гипотетическим центром галактики и гипотетическим центром Вселенной.
В 1750 году Томас Райт в своей работе «Оригинальная теория или новая гипотеза Вселенной» правильно предположил, что Млечный Путь может быть телом из огромного количества звезд, удерживаемых вместе гравитационными силами, вращающимися вокруг Галактического центра , сродни Солнечной системе. но в гораздо большем масштабе. Получившийся звездный диск можно увидеть как полосу на небе с нашей точки зрения внутри диска. В трактате 1755 года Иммануил Кант развил идею Райта о структуре Млечного Пути. В 1785 году Уильям Гершель предложил такую модель, основанную на наблюдениях и измерениях, что привело к научному признанию галактоцентризма , формы гелиоцентризма с Солнцем в центре Млечного Пути.
Астроном 19 века Иоганн Генрих фон Мэдлер предложил гипотезу центрального Солнца, согласно которой звезды Вселенной вращались вокруг точки в Плеядах .
Несуществование центра Вселенной
В 1917 году Хебер Дуст Кертис наблюдал новую звезду в том, что тогда называлось « Туманность Андромеды ». При поиске фотографической записи было обнаружено еще 11 новых звезд. Кертис заметил, что новые звезды в Андромеде были значительно слабее новых звезд в Млечном Пути . Основываясь на этом, Кертис смог оценить, что Андромеда находилась на расстоянии 500 000 световых лет от нас. В результате Кертис стал сторонником так называемой гипотезы «островных вселенных», согласно которой объекты, ранее считавшиеся спиральными туманностями в пределах Млечного Пути, на самом деле являются независимыми галактиками.
В 1920 году между Харлоу Шепли и Кертисом произошли великие дебаты о природе Млечного Пути, спиральных туманностей и размеров Вселенной. В подтверждение своего утверждения о том, что Большая туманность Андромеды (M31) была внешней галактикой, Кертис также отметил появление темных полос, напоминающих пылевые облака в нашей галактике, а также значительный доплеровский сдвиг . В 1922 году Эрнст Эпик представил элегантный и простой астрофизический метод оценки расстояния до M31. Его результат показал, что туманность Андромеды находится далеко за пределами нашей галактики на расстоянии около 450 000 парсек , что составляет около 1 500 000 световых лет . Эдвин Хаббл разрешил спор о существовании других галактик в 1925 году, когда он впервые идентифицировал внегалактические переменные звезды-цефеиды на астрономических фотографиях M31. Они были сделаны с помощью телескопа Хукера длиной 2,5 метра (100 дюймов ) и позволили определить расстояние до Большой туманности Андромеды. Его измерения убедительно продемонстрировали, что эта особенность была не скоплением звезд и газа в нашей галактике, а совершенно отдельной галактикой, расположенной на значительном расстоянии от нашей собственной. Это доказало существование других галактик.
Расширяющаяся Вселенная
Хаббл также продемонстрировал, что красное смещение других галактик приблизительно пропорционально их расстоянию от Земли ( закон Хаббла ). Это создало впечатление, что наша галактика находится в центре расширяющейся Вселенной, однако Хаббл философски отверг эти выводы:
. если мы увидим, что все туманности удаляются от нашего положения в пространстве, тогда любой другой наблюдатель, независимо от того, где он может находиться, увидит, что все туманности удаляются от его положения. Однако предположение принимается. Во Вселенной не должно быть ни благоприятного места, ни центра, ни границы; все должны видеть Вселенную одинаково. И, чтобы обеспечить эту ситуацию, космолог постулирует пространственную изотропию и пространственную однородность, что является его способом заявить, что Вселенная должна быть в значительной степени похожей везде и во всех направлениях ».
Наблюдения Хаббла по красному смещению, в которых галактики кажутся удаляющимися от нас со скоростью, пропорциональной их расстоянию от нас, теперь понимается как результат метрического расширения пространства . Это увеличение расстояния между двумя удаленными частями Вселенной со временем и внутреннее расширение, в результате которого изменяется масштаб самого пространства. Как предполагал Хаббл, все наблюдатели в любой точке Вселенной будут наблюдать аналогичный эффект.
Коперникан и космологические принципы
Принцип Коперника , названный в честь Николая Коперника, гласит, что Земля не находится в центральном, особо благоприятном положении. Герман Бонди назвал этот принцип в честь Коперника в середине 20-го века, хотя сам принцип восходит к сдвигу парадигмы 16-17 веков от геоцентрической системы Птолемея .
Космологический принцип является продолжением Коперника принципа , который гласит , что Вселенная однородна (то же данные наблюдений доступны для наблюдателей в разных местах во Вселенной) и изотропной (тот же данные наблюдений можно, посмотрев в любом направлении во Вселенной ). Однородная изотропная Вселенная не имеет центра.
Источник
Геоцентрическая модель Солнечной системы
Солнечная система > Геоцентрическая модель Солнечной системы
Тысячелетиями люди смотрели на ночное небо и пытались понять, что же собою представляет Вселенная. И порой мнения кардинально отличались. Очень давно маги и древние мудрецы свято верили, что мир – это плоская Земля (квадратная), вокруг которой расположены Солнце, Луна и звезды. Позже они заметили, что некоторые звезды не двигаются и стали называть их планетами.
Что такое геоцентрическая модель Вселенной?
Проходит определенное время и человечество осознает, что мы живем на круглом объекте, поэтому начали подстраивать под это понимание окружающие механизмы. Постепенно формировалась новая система взглядов, из которой появилась геоцентрическая модель мира. Хотя она уже давно не используется, но когда-то отвечала на основополагающие вопросы о строении Вселенной.
Конечно, нет ничего удивительного, что люди посчитали, будто наша планета Земля стоит в центре Вселенной. В конце концов, было заметно, что Солнце и Луна меняют положение в небе. Так что с точки зрения земного наблюдатели, это мы стоим на месте, а все вокруг движется. На нижнем рисунке сравниваются геоцентрическая и гелиоцентрическая модели Вселенной, где акцент ставится на месте небесных тел в Солнечной системе и принципах их движения.
Сравнение геоцентрической и гелиоцентрической моделей Вселенной
Таким образом, учитывались документы древних вавилонян и египтян, которые подпитывали теорию о том, что в центре всего стоит Земля. В это продолжали верить и в 17-18 веках. Но возникало много несоответствий, которые и заставили искать новую модель, так как предыдущая не могла их объяснить.
Древняя Греция и геоцентрическая модель Солнечной системы
Ранние упоминания о геоцентрической модели возникли в 6 веке до н. э. Философ Анаксимандр предположил, что Земля стоит на месте, а Солнце и Луна вращаются вокруг. В то же время пифагорейцы добавляют, что наша планета круглая, так как они видели затмения. До 4 века до н.э. эта мысль совмещалась с геоцентрической Вселенной, что и помогло построить космологическую систему.
Большой вклад в идею геоцентрической модели мира внесли Платон и Аристотель. Первый считал, что планета не двигается. От нее отходят сферы, на которых располагаются подвижные Солнце, Луна и остальные планеты. Модель расширил Евдокс Книдский, который полагался на математическое объяснение планетарного движения. После вмешался Аристотель и добавил, что объекты вокруг движутся по концентрическим сферам.
Иллюстрация моделей Вселенной Аниксамадра. Слева – днем в летнее время, а справа – ночью, зимой
Сферы двигались на различных скоростях и представляли собою неразрушимое вещество – эфир. Далее он добавил описание 4 важнейших элементов: земля, вода, огонь, воздух, а также приплюсовал «небесный эфир».
Аристотель писал, что земля – наиболее тяжелый элемент, поэтому притягивается к центру, а остальные формируют вокруг слои. В самом конце располагался эфир, в котором «плавали» небесные объекты. Еще одна важная инновация – добавление «двигателя». Философ полагал, что существует некая сила или даже существо, которое приводит механизм в движение.
Модель Аристотеля, демонстрирующая Землю, окруженную Луной, Солнцем, планетами и «застывшими» звездами
Конечно, все это подтверждалось определенными теориями. Например, если бы планета двигалась, тогда должно было быть заметно существенное смещение звезд или созвездий. Получается, что они неподвижны или же расположены намного дальше. Конечно, они предпочли выбрать первый вариант, так как это простейшее объяснение.
В качестве еще одного доказательства служила яркость Венеры. Они полагали, что она всегда располагалась на одной и той же дистанции от нас в любой временной промежуток. Конечно, позже выяснилось, что у планеты есть фазы. Но древние люди не располагали телескопами.
Геоцентрическая модель Солнечной системы Птолемея
Естественно описанная система имела недостатки, и авторы это знали. К примеру, яркость Меркурия, Юпитера и Марса периодически менялась. Кроме того, за ними подмечалось «ретроградное движение», когда они замедлялись, оказывались позади, а затем снова опережали в движении.
Все это вносило еще больше разногласий, которые пришлось решить египетско-греческому астроному Птолемею. Во втором веке н.э. он пишет «Альмагест». В нем появилась геоцентрическая модель Вселенной от Птолемея, которая будет считаться главной в следующие 1500 лет. Он последовал за древними традициями и повторил, что Земля расположена в центре, а вокруг нее двигаются объекты.
Здесь появляется новая идея – существование двух сфер. Первая – деферент, представляющий собою круг, отдаленный от нашей планеты. Его использовали для учета отличий в длительности сезонов. Второй – эпицикл. Он состоял в первой сфере (круг в круге) и объяснял ретроградность движения планет.
Но даже это не разбивало всех сомнений. Особенно сильно беспокоило то, что ретроградная петля планет (в первую очередь Марс) иногда была больше или меньше ожидаемой. Чтобы снять и этот вопрос, Птолемей создал эквант – геометрический инструмент возле центра планетной орбиты, который приводил ее в движение с равномерной угловой скоростью.
Наблюдателю в этой точке кажется, что эпицикл всегда движется с неизменной скоростью. Система просуществовала в римской империи, средневековой Европе и исламском мире, оставаясь неизменной тысячу лет. Но этот механизм казался невероятно сложным и громоздким.
Геоцентрическая модель Солнечной системы в Средневековье
В средние века эта тема снова стала актуальной, так как хорошо сочеталась с христианским верованием. За развитие системы взялся Фома Аквинский, пытающийся объединить веру и разум.
Страницы из «Трактат Сферы» (1550), отображающего систему Птолемея
Началось все с того, что планету поделили на «небеса» и Землю. Земля располагалась в центре творения, а небеса – за ее пределами. Все это подпитывало христианское верование, что человек выступает главным творением Бога. Кроме того, пригодился «двигатель» Аристотеля, место которого занял Бог.
Конечно, никто не рисковал оспаривать мысль о том, что небеса вращаются вокруг планеты, потому что это было ересью и даже наказуемо. Ситуация оставалась таковой до выхода книги «О вращении небесных сфер» в 16 веке. Ее автор – Николай Коперник, посмевший доказывать правоту гелиоцентрической модели Вселенной. Конечно, в условиях гонений и преследований работу пришлось опубликовать посмертно.
Стоит отметить, то в мусульманском мире геоцентрическая модель мира также существовала в средние века. Но уже с 10 века н.э. появлялись астрономы, бросавшие вызов работе Птолемея. Среди них был Ас-Сиджизи (945-1020). Он верил, что Земля совершает обороты вокруг своей оси и вокруг Солнца. Но он подходил со стороны философии, а не математики.
Иллюстрация работы Ас-Сиджизи, на которой объясняются лунные фазы
Против геоцентрической модели выступило и несколько астрономов из Андалузии в 11-12 веках. Арзакель вовсе отказался от греческих теорий о равномерном круговом движении и сказал, что Меркурий путешествует по эллипсу.
В 12-м веке подключился Альптрагиус. Он создал новую модель, не нуждающуюся в экванте, эпицикле и эксцентриситете. Эта мысль сопровождалась публикацией Фахруддина ар-Рази «Маталиба», в которой затрагивалась концептуальная физика. В ней опровергалась идея центральности Земли. Вместо этого он предположил, что есть наш мир, за которым существует еще тысячи миров.
Земное вращение в 13-15 веках было популярной темой обсуждения в Магарской обсерватории (Восточный Иран). Хотя все это развивалось на уровне философии и не касалось гелиоцентризма, но многие доказательства напоминали те, что позже озвучит Коперник.
Гелиоцентрическая модель и геоцентрическая модель Солнечной системы
Николай Коперник приступает за разработку своей модели в 16 веке. Именно в ней содержатся все его мысли и научные труды. Она создавалась не с нуля, а использовала наработки оппозиционеров геоцентристов.
На иллюстрации Андреаса Целлариуса отображена система Коперника
В 1514 году Коперник выпускает небольшой трактат «Маленький комментарий», который раздает своим друзьям. В рукописи было всего 40 страниц, емко описывающих гелиоцентрическую гипотезу. Вся она держалась на 7 главных принципах:
- Центр Земли – центр лунной сферы (Луна вращается вокруг Земли).
- Все сферы совершают обороты вокруг Солнца, которое расположено недалеко от вселенского центра.
- Дистанция между Землей и Солнцем составляет незначительную часть расстояния от Солнца к другим звездам, поэтому мы не видим параллакса.
- Звезды лишены движения. Нам кажется, что они перемещаются, потому что Земля совершает оборот вокруг оси.
- Земля вращается вокруг Солнца, из-за чего кажется, что Солнце мигрирует.
- У Земли наблюдается больше одного движения.
- Земля движется по орбите вокруг Солнца, из-за чего кажется, что планеты вокруг идут в неправильном направлении.
Это было лишь начало развития гелиоцентрической модели Солнечной системы. Автор продолжал накапливать сведения и в 1532 году закончил работу над «О вращении небесных сфер». Здесь фигурируют те же аргументы, но уже подкрепленные математическими вычислениями.
Коперник поставил орбитальные пути Меркурия и Венеры между Солнцем и нами. Это объясняло, почему их внешний вид периодически меняется. То есть, когда они расположены на противоположной стороне от Солнца, то выглядят меньше. А когда выравниваются с Землей, то «вырастают» и получают «рога» (форма полумесяца). Также решился вопрос с ретроградностью Марса и Юпитера. Все снова сводилось к тому, что наша планета движется.
Но Коперник боялся, что публикация приведет к резкой конфронтации с церковью, поэтому она предстала перед публикой только в 1542 году после его смерти. Его слова подтвердились после изобретения телескопа. В конце концов, геоцентрическая модель просто изжила себя, как и ранние предположения о возрасте Земли, происхождении человечества и прочих заблуждений, с которыми были вынуждены сталкиваться исследователи в попытке познать окружающую Вселенную.
Источник