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 система мира — преимущества, суть и основатели
Геоцентрическая система мира в античности
Кстати, судя по опросам, около 30% жителей современной Земли до сих пор считают, что Солнце крутится вокруг нее. И думают так не только жители беднейших африканских стран, но и вполне себе россияне и американцы. И это несмотря на то что астрономию изучают в старших классах средней школы.
Говоря кратко, если встать на равнине и посмотреть по сторонам, видно, что Земля плоская, а Солнце и Луна вращаются вокруг нее. Это такая очевидная картина мира, что ранним античным философам даже не приходило в голову ее оспаривать.
Все тела падают вниз, если не встречают препятствия, а вот Земля остается на месте. Очевидно, что падать ей что-то мешает. У древних греков были по этому поводу следующие теории в хронологическом порядке :
- Фалес Милетский считал, что планета плавает в мировом океане.
- Анаксимен Милетский изложил доказательства, что она имеет форму диска, а от падения ее удерживает сжатый воздух.
- Его учитель Анаксимандр думал, что все предметы стягиваются к центру вселенной, где и находится Земля, которая имеет форму широкого цилиндра, у которого просто нет оснований двигаться куда-нибудь.
Пифагор первым предположил, что Земля имеет форму сферы. Обосновал эту идею Аристотель. Он заметил, что лунное затмение случается, если Солнце, Земля и Луна находятся на одной прямой: тень от Земли падает на полную Луну и скрывает ее сияние. Эта тень всегда круглая, а потому она может падать только от шара.
Земля в центре Вселенной
Аристотель заметил, что все тяжелые тела падают отвесно вниз. Он считал, что они стремятся к центру мира. Земля — самое тяжелое из тел. Поэтому она и находится в центре, это естественное мироустройство. Пифагорейцы считали, что Земля может двигаться по орбите, но Аристотель это отвергал. Он утверждал, что если бы Земля двигалась, то можно было увидеть Луну с разных сторон. Раз этого не происходит, планета неподвижна, а спутник движется. Надо заметить, что в этом он был прав. Но Аристотель не предполагал, что небесные тела могут двигаться вокруг разных астрономических объектов.
Из-за наклона земной оси место, где встает Солнце, в течение года смещается. Единственные дни, когда оно встает в одной и той же точке — это примерно неделя в середине зимы или лета. Время, которое называется солнцестоянием. Для Плиния Старшего это явление было доказательством центрального положения Земли.
Клеомед же опровергал все возможные сомнения в геоцентризме. Если бы Земля находилась к востоку от центра, то на восходе тени были короче, чем на закате, а это не так. А если бы она была сдвинута к северу или югу, тени простирались не строго по оси восток-запад, а смещались южнее или севернее. К сожалению, эта теория подразумевает, что существует некоторый центр Вселенной, вокруг которого движется Солнце, а это не так.
Тот же Клеомед опровергал и возможность сравнительного расположения Земли выше или ниже центра: если бы точка отсчета находилась там, тогда было видно больше или меньше половины небосвода соответственно. А раз всего это не происходит, то Земля находится точно в центре. Он не учитывал, что небосвод — это не купол, а звезды к нему не приколочены.
Птолемей приводил аналогичные доводы в пользу геоцентрической модели. Кроме того, он объяснял, почему Земля не вращается вокруг своей оси: при движении в автомобиле (или телеге, учитывая время жизни создателя теории) любые незакрепленные предметы скатываются назад. Это явление называется инерцией.
Философ считал, что с предметами на Земле происходило бы то же самое, если она вращалась, то облака не смогли двигаться на восток: их за долю секунды сносило назад. Этого не происходит, поэтому неподвижная планета находится в центре координат. Опровергнуть эту теорию смогли только в XIX веке, с открытием первого закона Ньютона. Если тело движется равномерно и прямолинейно, инерции не возникает.
Другие небесные тела
Преимущество геоцентрической системы в том, что она просто, понятно и, с точки зрения античных знаний, логично объясняет устройство Вселенной. Луна действительно вращается вокруг Земли, Солнце и другие звезды остаются на месте, поэтому кажутся тоже вращающимся по орбите.
Но вот когда дело доходит до планет, начинаются проблемы. Они вращаются вокруг Солнца, как и Земля, но делают это с разной скоростью, поэтому кажется, что планеты движутся петлями по странной траектории. В античной астрономии это называлось ретроградным движением.
Такое их поведение не могло не выпасть из стройной теории. Тем более, в античности планеты считались вечными богами, а им не пристало суетиться и бегать то вперед, то назад. Чтобы объяснить их движение, философ Аполлон Пергский разработал теорию эпицикликов. Чтобы ее объяснить, можно представить себе гончарный круг. В центре его стоит Земля, а недалеко от края находится небольшой циркуль. Круг вращается, а циркуль движется одновременно и вместе с ним, и сам по себе. Его стержень — это планета. Она то приближается к Земле, то отдаляется от нее.
Теория эпицикликов неверна с точки зрения астрономии, но она неплохо позволяла описывать и с высокой степенью точности предсказывать взаимодействие планет. Это представление продержалось до XVI века.
Астрономия в средние века
С концом античности, приходом христианства и падением Рима геоцентрическая теория подзабылась. Но ей на смену пришел не гелиоцентризм, а идея плоского мира. В VI веке нашей эры византийский купец Косьма Индикоплов выпустил книгу «Христианская топография». В ней мир описывался с идеалистической библейской точки зрения. Автор утверждал:
- Земля плоская и находится в центре океана;
- вокруг нее движется солнечный диск;
- небесный свод делит небеса на рай вверху и смертную земную часть внизу.
Эта теория полна аллегорий, и к реальной географии она имеет мало отношения. Вместо таблиц и математических расчетов она строится на представлениях об идеальном христианском мироустройстве. Так что уже через два века популярность книги пошла на спад.
К сожалению, византийские ученые не достигли уровня развития своих греческих предков. Теория геоцентризма была почти забыта и развивалась не в западном мире, а на исламском востоке.
Сочинения Аристотеля и Птолемея были переведены на арабский еще в VIII веке нашей эры. На многие годы, пока в Европе продолжались темные века, именно арабы стали хранителями античных знаний.
Исламские ученые внесли свой вклад в теорию геоцентризма. Они пытались определить, на каком расстоянии от Земли находятся небесные тела. Астроном Джафир ибн Афлах создал теорию, согласно которой ближе всего к Земле Луна, потом Солнце, а за ними идут звезды и планеты.
Математики Андалузии, которая в XIII веке принадлежала арабам, протестовали против теории эпициклов. Она противоречила идеям Аристотеля о том, что Земля находится в центре мира и является единственной точкой вращения Вселенной. Астрономы пытались доказать, что на самом деле планеты движутся по кругу, но не в той же плоскости, в которой находится Земля, а потому и кажется, что они совершают возвратные движения. К сожалению, эта теория противоречила всем наблюдениям и доказать ее не удалось.
В Европу теория геоцентризма вернулась только в эпоху Возрождения. Тогда астрономию по сочинениям древних греков начали изучать в университетах. Ученые того времени изучали возможность вращения Земли, но сочли, что это невозможно. К XV веку астрономия в Европе была столь же развита, как на востоке. И на это же время пришел ее закат.
Возникновение гелиоцентризма
В XVI веке польский астроном Николай Коперник предположил, что в планеты вращаются вокруг Солнца, а не Земли. Это открытие стало началом научной революции в мире познания. Впервые в истории ученые стали не пытаться подвести окружающий мир под собственные представления о нем, а наблюдать действительность, какой она есть. С гелиоцентризма начинается современная наука.
Противником Коперника был датчанин Тихо Браге. Он не принял гелиоцентризм в полном виде, но и полностью отказаться от него не смог, потому предложил гео-гелицентрическую систему: в центре мира находится Земля, вокруг нее вращаются Луна и Солнце, а остальные планеты движутся вокруг звезды.
Теории Браге и Коперника соперничали следующие десятилетия, пока гелиоцентризм не победил окончательно. Этому помогло и изобретение телескопа, и открытие закона всемирного тяготения Исааком Ньютоном.
Конечно, геоцентрическая система мира в астрономии неверна с точки зрения современности, но это была первая попытка научно объяснить космические явления. Античной философии приходилось бороться со сказками и аллегориями, на этом фоне геоцентризм, при всем своем несовершенстве, выглядит вершиной научной мысли. Он заложил основы для всей современной астрономии.
Источник