Николай Коперник: Земля вращается вокруг Солнца
«В середине всего находится Солнце. Действительно, в таком великолепнейшем храме кто мог бы поместить этот светильник в другом и лучшем месте, как не в том, откуда он может одновременно все освещать.»
Н. Коперник
Гелиоцентрическую теорию, согласно которой в центре нашей планетной системы находится Солнце, называют системой Коперника — в честь человека, который первым ее доказал.
Что-то здесь не так
Николай Коперник, родившийся в семье польского купца, получил богословское и медицинское образование, но его с юности влекла астрономия. Во время учебы в Италии он посещал астрономические лекции, учился наблюдению за небесными объектами и изучал античных авторов, писавших о строении Вселенной.
Вернувшись в Польшу, Коперник служил каноником, занимался медицинской практикой, но не забывал об астрономии. Он даже оборудовал собственную обсерваторию, где проводил ночи напролет в захватывающих наблюдениях за небесными телами.
В то время, когда жил Коперник, господствовала геоцентрическая система мира, созданная александрийским астрономом Птолемеем еще в начале I тысячелетия. Вселенная считалась закрытой системой, ограниченной небесным сводом в форме сферы. Земле было отведено место неподвижного центра Вселенной, вокруг которого вращаются Солнце, Луна и планеты.
Если считать Землю неподвижным объектом, то видимое движение планет кажется очень причудливым: они перемещаются между звездами, на первый взгляд, совершено хаотично. Птолемей придумал этому объяснение: планеты движутся не непосредственно вокруг Земли, а вокруг некоей точки. А точка эта вращается вокруг Земли по круговой орбите. Астроном даже составил таблицы, рассчитывающие движение планет по небосводу, и для своего времени они были достаточно точными.
Этими таблицами и заинтересовался Коперник. Он изучал сложные схемы, распутывал хитросплетения в движении планет, пока не обнаружил: вся система неверна. Планеты должны двигаться по простым орбитам, но не вокруг Земли, а вокруг Солнца. А наша планета — это не центр мира, а один из многих объектов, вращающихся вокруг светила.
Коперник прославился не только созданием гелиоцентрической системы. Он построил гидравлический механизм, обеспечивший водой горожан, разработал проект новой монетной системы для Польши, боролся с эпидемией чумы 1519 года
Еретические открытия
Коперник пошел еще дальше. Он много лет вел астрономические наблюдения, изучал движения светил, и поэтому мог сделать следующие выводы: Земля не только движется по орбите вокруг Солнца, но и вращается вокруг своей оси. Благодаря этому на планете происходит смена дня и ночи и видимое изменение положений звезд, Луны и Солнца. А период обращения Земли вокруг светила — это земной год. Вращением Земли вокруг Солнца объясняется его перемещение в течение года среди созвездий.
Планеты находятся на разном расстоянии от центра Солнечной системы и поэтому движутся вокруг него с разной скоростью. При наблюдении с Земли кажется, что они делают по небу петлеобразные движения. Все эти «зигзаги» объяснялись при помощи гелиоцентрической системы очень просто, и не нужны были запутанные птолемеевские вычисления.
«Если уж издавать трактат — надо в предисловии сказать все, что я думаю о праве ученого искать истину! И о праве невежд судить ученого!» (Н. Коперник)
Труд Коперника «Об обращении небесных сфер», изданный в 1543 году, сразу после его смерти, стал поворотным в истории астрономии. Идеи, изложенные в этой книге, казались фантастическими и невероятными. Кроме того, они покушались на авторитет церкви, так как опровергали церковное учение об устройстве мироздания.
Но всё же труды Коперника были запрещены не сразу, потому что его теорию поддержали многие церковные деятели. Однако в 1616 году вышел официальный запрет, «отменяющий» открытия Коперника, которые были названы «нелепыми и абсурдными с философской точки зрения, и кроме того, формально еретическими».
Коперник предполагал существование всемирного тяготения. Он называл его «некоторым стремлением, которым божественный Зодчий одарил частицы материи, чтобы они соединялись в форме шара»
Источник
Как Коперник доказал что земля вращается
Движение Земли Учение Коперника
Польский учёный Николай Коперник занимался наукой в эпоху Возрождения. Время расцвета искусства и науки. На смену средневековым догмам о моделях Вселенной появлялись свежие идеи.
Н. Коперника учился в Краковском университете на факультете свободных искусств. Предметами изучения были богословие, математика, философия и астрономия. Именно последней Н. Коперник уделял больше внимания. Годы учёбы совпали с удивительными явлениями на небосводе: путь кометы в январе 1441 года, два затмения Луны в 1443 году и одного затмения Солнца. Знаменателен 1443 год и возвращением Колумба из длительного плавания к землям Нового света. Без правильного представления формы и размеров планеты Земли, ориентируясь на старые звёздные карты Колумб вместо Азии попал к островам Америки. Карты звёздного неба требовали изменений.
Геоцентрическая система мира
Более 1500 лет существовала модель Вселенной по теории Птолемея. Древнегреческий астроном составил геоцентрическую систему миру. По ней неподвижная Земля считалась центром Вселенной, а вокруг двигались небесные тела. Если для Луны и Солнца орбиты были построены круговыми, то для построения траекторий других планет требовались сложнейшие вычисления. Планеты по его версии вращались относительно невидимой точки и с ней вокруг Земли.
При учёбе в Кракове молодой Н. Коперник увидел несоответствия в этой системе. Позже в Италии он продолжает заниматься астрономией. Изучение греческого языка дало возможность в подлиннике прочитать труды Аристарха Самосского; первого учёного, предложившего версию гелиоцентрической системы. Но церковные служители не позволяли развиваться этой версии. Господство неподвижной Земли над всем миром соответствовало религии. На небосводе планетами управляли высшие силы, заставляя планеты вращаться вокруг Земли и посылая на неё огненные кометы и каменные дожди за прегрешения людей.
Именно из-за церкви Николай Коперник представляет новую модель мира как философскую гипотезу для удобства расчетов. Трактат «Малый комментарий» был закончен в 1514 году. Учёный разослал рукописные конспекты своей теории друзьям и коллегам. Согласно его работам, все планеты движутся по круговым орбитам вокруг Светила.
Доказательством гелиоцентрической системы является:
- Диаметр Земли почти в 100 раз меньше диаметра Солнца. Вся огромная Вселенная не может вращаться вокруг малого небесного тела.
- Луна является спутником Земли.При прохождении Луны под углом 90 °и во время новолуния или полнолуния расстояния до Земли равны.
- Вращательные траектории движения планет становятся одинаковыми.
- Система позволила точно устанавливать даты солнечных и лунных затмений.
- Один цикл вращения вокруг Солнца является годичным периодом.
- Земля в течение года перемещается среди созвездий.
На протяжении всей жизни Коперник наблюдал и изучал поведение планет и звёзд. Пользовался несовершенными астрономическими инструментами (трикветрум, квадрант, солнечные часы). В своих записях несколько раз дополнял показания расстояний и время расположения звёзд, переделывал таблицы.
Учёным к концу 15 века уже было доказана шарообразность земли. Мореплаватели часто рассказывали о выпуклой линии горизонта. Коперник впервые выразил идею о всемирном притяжении. Он предполагал, что существует сила удержания Луны планетой Земля, не позволяя ей улететь к Солнцу. Эта же сила удерживала всё на планете, придавая сферичность планеты.
Теория Коперника о круговом движении Земли по предполагаемой оси доказывает смену дня и ночи. Склонение по оси даёт разницу температур сезонов на поверхности. Если на экваторе всегда жарко, то на полюсах господствует холод. Кругосветное путешествие Ф. Магеллана удостоверило вращение Земли с запада на восток. Удивительно, что при этом происходит потеря одного дня.
В 1543 году была издана книга Н. Коперника о гелиоцентрической системе мира. Научный труд «Об обращении небесных сфер» содержал аргументы вращения Земли с подкреплёнными математическими формулами. Наука астрономия развивается и удивительные открытия ещё впереди.
Источник
Кто доказал, что Земля вращается вокруг Солнца?
Небо и звезды издавна привлекали внимание людей. За ними наблюдали, ими любовались, а ученые строили различные гипотезы. И однажды было замечено, что каждая звезда на небе время от времени меняет свое положение, то есть движется. Этот немаловажный факт заставил ученых задуматься о том, что Земля или небо каким-то образом движутся, «вращаются».
Кто открыл, что Земля вращается вокруг Солнца?
- Античные ученые робко предполагали, что Земля и некоторые другие планеты вращаются вокруг Солнца. Примерно во втором веке нашей эры ученый Клавдий Птолемей высказал точку зрения, что Земля не вращается вокруг Солнца. Она, якобы, остается на месте, а вот светило и небо – подвижны. Мнение ученого надолго засело в умы народа. Кстати, теория ученого о так называемом геоцентризме (центральном и главенствующем положении Земли) перекликалась с идеями знаменитого Аристотеля. Но не будем совершенно осуждать Птолемея, ведь он один из немногих, кто считал, что планета Земля имеет форму шара. Также существовали предположения, что не Земля вращается вокруг Солнца, а Меркурий и Венера.
- Время шло. Аристарх, живший в третьем веке нашей эры, говорил о движении Земли относительно Солнца. В пятом веке ученый Ариабхаты придерживался гелиоцентрической теории (в противоположность геоцентрической), он даже приводил свои аргументы. Но также не было четко доказано, что именно Земля вращается вокруг Солнца.
- В Эпоху Возрождения также высказывались светлые мысли о движении Земли относительно Солнца (Николай Кузанский, Леонардо да Винчи).
Однако твердо гелиоцентризм основался лишь в шестнадцатом веке. Произошло это благодаря польскому ученому-астроному Николаю Копернику, кто доказал, что Земля вращается вокруг Солнца. В середине века он издает книгу, где отвергает геоцентрические теории. Коперник четко говорит о следующих движениях планеты Земля:
- Движение вокруг своей оси (один оборот происходит за одни сутки).
- Движение Земли вокруг Солнца (такой оборот длится ровно год).
- Движение Земли деклинационно (также за один год).
Но все же в теории Николая Коперника были промахи, и ее нельзя назвать с точной уверенностью гелиоцентрической. Ученый считал центром системы планет не Солнце, а орбиту Земли. Но все равно вклад Коперника был очень важен для развития дальнейших представлений о Солнечной системе.
Развитие теории после Коперника
Интерес и внимание к наблюдениям и умозаключениям Коперника стали проявлять лишь к концу шестнадцатого века. Одним из выдающихся сторонников теории гелиоцентризма стал Джордано Бруно. Он, кстати, был казнен (сожжен на костре инквизиции) за свои взгляды. Но там, где есть сторонники теории, есть и противники. Оппоненты теории Коперника приводили доводы и опровержения. Но эти аргументы легко были разрушены открытиями Ньютона о земном притяжения и некоторыми другими.
Яркими последователями гелиоцентризма был Иоганн Кеплер (Германия) и Галилео Галилей (Италия). Первый четко установил, что центр планетной системы – Солнце. След в истории ученый оставил в виде законов и таблиц. Галилей же подтверждал теорию Коперника и опровергал мнения его оппонентов. Известно, что итальянского ученого хотели казнить, но Галилей отрекся от своих слов. Есть легенда, что после слов отречения ученый произнес знаменитую фразу: «И все-таки она вертится!»
Несмотря на то, что Коперник доказал, что Земля вращается вокруг Солнца, некоторые ученые продолжали настаивать на своем. Появилась еще и гео-гелиоцентрическая теория. Согласно ей, вокруг Солнца вращались многие планеты, но в совокупности все небесные тела все же двигались вокруг Земли. И все же справедливость и истина восторжествовали. Это произошло в конце семнадцатого века, благодаря упорству и пытливому уму выдающихся ученых. Теперь Солнце бесспорно начали считать центром системы планет. И система теперь зовется Солнечной.
Необходимо также отметить, что Земля вращается вокруг Солнца против часовой стрелки. Это проявляется для нас как смена времен года. То есть полный оборот вокруг Солнца наша планета делает за один год.
Та теория, которую мы знаем и имеем сейчас, была доказана с большим трудом. Немало препятствий она «натерпелась» из-за религиозных взглядов. Были казнены многие ученые, твердо отстаивавшие истину. Нам же остается лишь удивляться их смелости и глубокой любви к науке.
Источник
Как вращается Земля
Общеизвестно, что Земля вращается вокруг Солнца, однако не каждый знает, как и почему наша планета это делает. И даже ученые до сих пор не могут точно ответить на вопрос, что побуждает небесные тела вращаться вокруг центра Солнечной системы.
Земля или Солнце: что вращается?
Много лет назад считалось, что Земля является неподвижной, а вращаются вокруг нее Солнце и все другие местные планеты. Доказать обратное удалось только в XVI в. Многие ошибочно связывают этот научный прорыв с именем Галилео Галилея, ведь это он произнес знаменитые слова «И все-таки она вертится!».
Однако открытие принадлежит Николаю Копернику — в своем трактате «Об обращении небесных сфер», увидевшем свет в 1543 г., он выдвигал теорию о движении планет вокруг Солнца, а не всех небесных тел вокруг Земли.
Эта идея долгое время не была признана в европейских научных кругах и тем более ее не поддержала церковь. Однако это была мини-революция, оказавшая влияние на дальнейшее развитие астрономии.
Сначала теория о вращении планет вокруг центра Солнечной системы была окончательно доказана, затем астрономы начали выяснять причины такого явления.
В последние столетия выдвигалось множество гипотез, однако точно ответить сегодня на вопрос, почему Земля крутится вокруг Солнца, не может ни один исследователь.
Хотя несколько версий имеется:
- инертное вращение;
- приведение в движение магнитосферой;
- воздействие на Землю солнечного излучения.
Закон Ньютона утверждает, что все тела, в т. ч. и космические, передвигаются по прямой линии. Это значит, что околосолнечные планеты, включая нашу, давно должны были улететь в открытое космическое пространство, однако до сих пор этого не произошло. Все же Солнце имеет большую массу, вызывающую соответствующую силу притяжения.
Во время своего движения Земля все время пытается отклониться от эллиптической траектории и начать движение по прямой линии, однако солнечная гравитация притягивает планету обратно, поэтому мы удерживаемся на орбите и кружимся вокруг нашего светила.
Вращение Земли вокруг Солнца
Вокруг центральной точки Солнечной системы Земля крутится по орбите, форму которой можно описать, как «сглаженный, близкий к правильному кругу эллипс». Эта форма немного изменяется год от года, полный цикл изменений составляет почти 100 тыс. лет.
Планета несется в пространстве, преодолевая примерно 107 тыс. км в час. Ее движение, если смотреть на Землю «условно сверху», так, чтобы взгляд наблюдателя падал на наш северный полюс, осуществляется против часовой стрелки.
Наклон оси вращения Земли
Под земной осью понимают условную прямую, проходящую через оба географических полюса нашей планеты и ее центр. Вокруг этой линии Земля совершает свое суточное вращение.
По отношению к плоскости, в которой мы движемся вокруг Солнца, эта линия расположена не перпендикулярно, а под углом 66°33´. Это объясняет изменения у нас времен года, ведь из-за наклона каждая точка на поверхности земного шара в разные периоды времени получает различное количество солнечного тепла и света.
Никакие внешние факторы (воздействие Солнца, лунное притяжение и т. д.) не влияют на угол этого наклона, однако вызывают прецессию — перемещение нашей планеты по траектории в виде кругового конуса. Сейчас Северный полюс Земли «смотрит» на Полярную звезду, самую яркую в созвездии Малой Медведицы.
Примерно через 12 тысячелетий он будет направлен на звезду Вега в противоположной части небосвода, а еще через такой же период времени — снова на звезду-альфа Ursa Minor.
Вращение Земли вокруг своей оси
Суточное вращение наша планета совершает против часовой стрелки, если смотреть на нее сверху с условного северного полюса мира, совпадающего по ориентации с земным Северным полюсом. Выполняя 1 полный оборот за 23 часа 56 минут и немногим более 4 секунд, Земля тем самым определяет продолжительность местных суток. Кроме того, такое вращение объясняет смену дня и ночи.
За то время, когда мы совершим один полный виток вокруг центра Солнечной системы, планета успевает сделать примерно 365,25 осевых оборотов — это продолжительность местного годового периода.
Исчисление дней с сотыми долями целого числа не удобно, потому учеными в конце XVI в. было предложено каждые 4 года добавлять в календарь 1 дополнительный день.
Каждое столетие земные сутки удлиняются примерно на 1 мс (миллисекунду) из-за постепенного замедления вращения планеты под воздействием лунной гравитации. Однако пока такая малая погрешность не вызывает проблем и влияет лишь на работу суперточных систем и механизмов.
Ранее Земля также меняла темп своего вращения — об этом свидетельствуют геологические исследования ее поверхности, однако всегда это происходило на величину не более +/-5% от начального значения.
Теория об инертном вращении
Существует гипотеза, что когда Земля только появилась и находилась в активной фазе своего формирования, она хорошо («с запасом») раскрутилась, а теперь вращается исключительно по инерции. Такая теория применима и к другим объектам Солнечной системы. Однако у нее имеется и немало противников, ведь объяснить колебания скорости движения нашей планеты эта гипотеза не может.
Теория о магнитных полях
Из курса физики понятно: при попытке соединить два магнита между собой одинаково заряженными полюсами их естественной реакцией станет стремление оттолкнуться друг от друга. На этом факте построена теория о магнитных полях, гласящая, что раз земные полюса имеют одинаковый заряд, они стремятся в разные стороны и тем самым заставляют Землю вращаться.
Не так давно также было высказано еще одно научное предположение: земная магнитосфера толкает внутреннее ядро в направлении с запада на восток, и это заставляет его двигаться вокруг своей оси быстрее, чем остальные участки тела.
Воздействует ли на вращение нашей планеты Солнце?
Теория о влиянии на околосолнечное вращение нашей планеты самого Солнца — наиболее вероятная на сегодня. О прогревании солнечным излучением поверхностных оболочек Земли (атмосферы, гидросферы, верхних слоев литосферы) ученые знают давно. Открытие последних лет — нагрев этот неравномерный, вызывающий воздушные и морские течения.
При взаимодействии с твердой земной корой эти течения заставляют планету вращаться, а своеобразными турбинами, которые определяют направление и скорость движения, являются континенты.
Некоторые из земных материков недостаточно монолитные, и это вызывает их дрейф, что, в свою очередь, влияет на снижение или увеличение скорости вращения.
Источник