Гелиоцентрическая система мира – суть, преимущества и доказательство теории

Гелиоцентрическая система мира – суть, преимущества и доказательство теории

1. Доказательство истинности гелиоцентрической системы

Смелые революционные научные принципы Коперника, сопровождаемые замечательными пояснениями и доказательствами, никого не оставили равнодушными: у одних они вызвали восхищение и удивление, а у других – смятение и растерянность. Как всегда бывает в исключительных ситуациях, среди ученых нашлись горячие приверженцы нового учения о Вселенной, но нашлись и последовательные противники гелиоцентризма.

К числу последних относился и знаменитый датский астроном Тихо Браге (1546-1601). Если Земля и все остальные планеты обращаются вокруг Солнца, то движение Земли по орбите должно вызвать видимое (параллактическое) смещение звезд,- рассуждал Тихо Браге,- и при этом перемещения более близких к Земле звезд относительно более далеких должны периодически повторяться с интервалом в один год. Но систематические наблюдения многих звезд на протяжении ряда лет, выполненные Тихо Браге на точных астрономических приборах, не выявили ни одного параллактического смещения. Именно этот факт считался наиболее уязвимым для системы Коперника и делал ее неприемлемой для Тихо Браге. С другой стороны, Тихо Браге вполне сознавал простоту и ясность, с которой система Коперника распутывала сложность планетных движений, и не скупился на похвалы великому ученому. Он полностью отрицал существование громадных расстояний до звезд, приписываемых последним коперниковской системой, и никак не мог представить движение Земли. Эти соображения послужили отправной точкой для системы мироздания, заявленной ученому миру Тихо Браге в 1583 году. Согласно доктрине Тихо Браге, планеты движутся вокруг Солнца, которое обращается в свою очередь вокруг неподвижной Земли с годичным периодом. Вокруг Земли обращается также Луна с месячным периодом и вся небесная сфера с суточным периодом. Система Тихо Браге являлась компромиссом между птолемеевой и коперниковской теориями и поэтому не имела серьезных последователей. Но, так или иначе, Тихо Браге ниспроверг систему Птолемея и подготовил почву для решительной и окончательной победы системы Коперника. Благодаря громкой и заслуженной славе, которой пользовался Тихо Браге, его система стала общеизвестной, и, после того как такой авторитет отрекся от Птолемея, никто уже не отстаивал последнего.

Утверждения о суточном вращении Земли вокруг собственной оси и о годичном обращении Земли вокруг Солнца – эти два постулата, на которых базируется вся коперниковская система мира, требовали от сторонников гелиоцентризма получения непосредственных доказательств их истинности.

Заслуживающие большого внимания мысли о доказательстве истинности гелиоцентрической системы принадлежат академику В. А. Амбарцумяну. По-видимому, не существует простого однозначного алгоритма, который бы позволил провести разграничение между непосредственными и косвенными доказательствами какого-либо положения или утверждения, относящегося к явлениям природы. Всякое природное явление имеет бесконечное множество сторон, характерных черт, находящихся во взаимной связи и проявляющихся по-разному в различных ситуациях, поэтому и арсенал относящихся к нему утверждений может быть весьма богатым, с различными оттенка-Ми и чертами. Отнесение какого-либо доказательства к категории прямых или косвенных доказательств по сути своей является диалектическим обстоятельством.

В. А. Амбарцумян обращает внимание на то, что одним из самых уязвимых мест в геоцентрической системе является совпадение периодов обращения вокруг Земли внешних планет Сатурна, Юпитера и Марса (по соответствующим эпициклам), а также внутренних планет Меркурия и Венеры (по деферентам) с периодом обращения Солнца. Это совпадение необъяснимо в системе Птолемея и является очевидным и естественным в системе Коперника. Более того, именно совпадение этих периодов и может рассматриваться как прямое доказательство истинности гелиоцентрической системы. Как справедливо отмечает В. А. Амбарцумян, причина видимых движений планет по эпициклам и деферентам и видимых движений неподвижных звезд по годичному параллактическому эллипсу одна и та же (обращение Земли вокруг Солнца); поэтому в корне неправильно считать параллактическое смещение звезд (кстати, очень незначительное) прямым доказательством истинности гелиоцентризма, а параллактическое движение планет (гораздо более масштабное) не считать таковым. Таким образом, было бы неправильно думать, что в эпоху Коперника отсутствовали прямые доказательства движения Земли вокруг Солнца.

Множество фактов и астрономических явлений, косвенно подтверждающих справедливость научной доктрины Коперника, обнаружил великий Галилей. Прежде всего открытие в 1610 г. спутников Юпитера опровергло ошибочное утверждение приверженцев геоцентрической системы, что Земля является единственным физическим центром движений во Вселенной, и доказало, что вращательные движения возможны и вокруг движущихся в пространстве небесных тел (ведь Юпитер и в птолемеевой и в коперниковой системах не покоится в пространстве). Таким образом, очень красиво и убедительно был опровергнут один из древнейших догматов: вращательные движения возможны лишь вокруг покоящегося тела, так как в противном случае тело, совершающее вращательное движение, отставало бы от движущегося центрального тела. Следовательно, обращение Луны вокруг Земли и гелиоцентрическое движение самой Земли вполне могут реализоваться одновременно, и стало ясно, что критика лунной теории Коперника его противниками, основанная на этом древнем догмате, не имела под собой никакого научного подтверждения.

Наблюдения Галилеем лунной поверхности доказали ее сходство с земной поверхностью, и тем самым древнему философскому принципу Аристотеля о совершенстве всего небесного и несовершенстве земного был нанесен чувствительный удар. Далее, 1610-1612 годы характерны еще одним замечательным открытием. Галилей и независимо от него еще несколько астрономов из Англии, Голландии и Германии обнаружили темные пятна на Солнце, с помощью которых было открыто вращение Солнца вокруг своей оси. Но если Солнце обладает соответствующим вращательным движением, то почему Земля или другие планеты должны быть лишены такого движения?

И древние эллины, и средневековые жрецы науки, и многие современники Коперника сходились на том, что во Вселенной все светила, за исключением Земли, находятся в непрестанном движении, но лишь Галилей довел до научного принципа это непосредственно наблюдаемое явление. Если Коперник дал науке принцип относительного восприятия движений, то Галилей, изучая свободное падение тел, открыл один из основных законов классической динамики – закон инерции и принцип относительности. Из последнего вытекает, что все системы координат, в которых справедлив закон инерции, равноправны. Все они движутся друг относительно друга поступательно и равномерно. А отсюда мы заключаем, что различие между покоем и движением относительно.

Прекрасную иллюстрацию этого дают стихи А. С. Пушкина:

Многие астрономы, жившие в XVII-XIX столетиях, придерживались мнения, что для окончательной победы гелиоцентрической системы необходимо иметь доказательство того факта, что Земля движется относительно звезд, определяющих как бы абсолютную систему координат. Не углубляясь в вопрос, где же должен быть центр тяжести рассуждений ученых о более убедительных или менее убедительных доказательствах, лишь заметим, что наиболее распространенная точка зрения того времени не лишена своей внутренней логики. С позиции современных концепций мы бы сказали, что речь шла о доказательстве существования движения Земли относительно инерциальной системы координат, которая “привязана” к совокупности слабых звезд, считающихся с некоторым приближением неподвижными в части пространства космологических размеров.

Систематические попытки обнаружить параллактические смещения звезд, отражающие годичное движение Земли, предпринимавшиеся на протяжении 180 лет после смерти Коперника, не увенчались успехом. Лишь в 1725 году английский королевский астроном Джеймс Брадлей открыл явление, названное аберрацией света, непосредственно доказывающее, что Земля не покоится в пространстве. Аберрация света – это результат сложения движения световой волны, имеющей очень большую, но все же не бесконечную скорость, с движением Земли по гелиоцентрической орбите.

Рис. 19. Явление аберрации света

Пусть наблюдатель, движущийся вместе с Землей в направлении АВ (рис. 19) со скоростью v, наблюдает звезду 5, из которой исходят перпендикулярные к АВ световые лучи. Если зрительная труба установлена перпендикулярно к АВ, то свет от звезды 5, попавший в объектив астрономической трубы О, затратит некоторое время t на преодоление расстояния ОС (длина астрономической трубы). Но за время t вследствие движения Земли наблюдатель переместится в точку D и не увидит изображение звезды 5. Чтобы наблюдать звезду 5, необходимо, наклонив трубу, сдвинуть окуляр зрительной трубы в точку Е (ЕС = CD), и в этом случае, пока за время t свет пройдет путь ОС, окуляр переместится как раз в точку С. Поэтому звезда S будет видна не в направлении CS, а в направлении ES’, т. е. звезда окажется смещенной в сторону движения Земли в данный момент времени.

Угол k и представляет аберрацию света. Легко найти, что

где с – скорость света. Так как с = 299 792,5 км /_с, средняя скорость Земли по орбите v = 29,7 км /_с, то можно найти, что k = 20″,5 (эта величина называется постоянной аберрации).

Для открытия параллактических смещений звезд Джеймс Брадлей избрал звезду γ Дракона, находящуюся на небосводе недалеко от полюса эклиптики. Наблюдения γ Дракона, которые он выполнил в течение года, позволили обнаружить смещение этой звезды относительно других звезд. Но это смещение не было параллактическим смещением, так как выяснилось, что все наблюдавшиеся Брадлеем звезды, находящиеся вблизи полюса эклиптики, описывают окружности одинакового радиуса (около 20″,5), и, следовательно, эта величина не зависит от расстояния от наблюдателя до звезды.

Брадлей не только заметил при наблюдениях Y Дракона в 1725 году ее аберрационное смещение, но и правильно его объяснил в 1728 году в докладе, представленном Королевскому Обществу Англии. Это было новое доказательство одного из двух постулатов Коперника – Земля не покоится в пространстве, а движется относительно звезд.

Спустя столетие после этого выдающегося открытия удалось, наконец, измерить так называемые годичные параллаксы трех звезд, и, когда были получены их численные значения, стало ясно, что об измерении таких величин в эпоху Коперника и Тихо Браге не могло быть я речи. За время, прошедшее от Коперника и до 30-х годов XIX столетия, были построены более совершеннее астрономические инструменты и разрабртаны новые методы измерения звездных положений. Свершился качественный скачок в наблюдательной астрономии, позволивший добиться в угловых измерениях точности порядка долей

Рис. 20. Годичный параллакс звезды

Годичный параллакс звезды – это угол, под которым виден со звезды Е радиус орбиты Земли ST (на рис. 20 это ∠SET = p). Для определения угла р необходимо измерять с большой точностью в течение года смещение звезды Е относительно других звезд, расположенных в пространстве на существенно больших расстояниях (при расчетах считается, что последние удалены в бесконечность). Траектория этого видимого перемещения звезды представляет собой маленький эллипс, в точности совпадающий по форме в земной орбитой, видимой воображаемым наблюдателем, находящимся на звезде. В 1837-1840 годах персерватории Василием Яковлевичем Струве (1793-1864), Фридрихом Бесселем (1784-1846) и Томасом Гендерсоном (1798-1844) были определены соответственно годичные параллаксы звезды Беги из созвездия Лиры, 61 Лебедя и а Центавра.

Параллакс звезды 61 Лебедя оказался равным 0″,338, т. е. эта звезда от Земли отстоит в 700 000 раз дальше, чем Солнце (точное значение 0″,3). По вычислениям Струве, параллакс Беги был равен 0″,25 (его точное значение равно 0″,125), а Гендерсон нашел параллакс а Центавра равным 1″ (точное значение 0″,75). Эти числа подтвердили догадку Коперника об огромных расстояниях до звезд.

Еще одним доказательством истинности гелиоцентризма и одним из самых впечатляющих достижений небесной механики и всего естествознания явилось открытие большой планеты Нептун путем теоретических расчетов,

После открытия в 1781 году Урана Вильямом гершелем из наблюдений русский академик А. И. Лексель (1740-1784) вычислил его орбиту, оказавшуюся круговой с радиусом, примерно в два раза превышающим большую полуось орбиты Сатурна. Более точные теоретические исследования показали, что учет притяжения Урана известными тогда большими планетами (Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн) не объясняет его истинного движения в пространстве. Получилась парадоксальная ситуация: либо движение Урана не подчиняется закону всемирного тяготения, либо существует еще одна неизвестная планета, сильно возмущающая движение Урана.

Знаменитый французский астроном XIX столетия Урбан Жан Жозеф Леверрье (1811-1877) и английский астроном Джон Адаме (1819-1892) одновременно создали высокоточную аналитическую теорию движения Урана и на ее основе определили орбиту неизвестной планеты и ее положение на небосводе. 23 сентября 1846 года берлинский астроном Иоганн Галле (1812-1910) обнаружил новую планету примерно в том месте неба, на какое указал Леверрье. Впоследствии эта планета была названа Нептуном.

Аберрация света, звездные параллаксы и открытие Нептуна служат прямыми доказательствами лишь годичного движения Земли, и, если говорить абсолютно строго, из них не вытекает однозначно факт суточного вращения Земли, с описания которого и начинается знаменитое сочинение Коперника.

Одно из самых убедительных доказательств суточного вращения Земли вокруг собственной оси было дано в 1851 году изобретателем гироскопа, французским физиком Леоном Фуко (1819-1868). Он заметил, что колебания маятника происходят в плоскости, сохраняющей независимое положение в пространстве.

Если сообщить маятнику, состоящему из тяжелого металлического шара (весом 10-20 кг) и длинной (в несколько десятков метров) тонкой металлической нити (такая конструкция малочувствительна к силам воздушного торможения), колебательное движение в определенной плоскости, то маятник будет колебаться в этой неизменной плоскости достаточно долго. Под маятником необходимо иметь горизонтальный круг (радиусом в несколько метров) с нанесенными на нем равноотстоящими друг от друга метками.

Вращательное движение Земли вокруг своей оси легко усматривается в медленном вращении плоскости колебаний маятника, которое можно заметить при помощи горизонтального лимба (в северном полушарии это вращение происходит по направлению движения часовой стрелки).

На самом деле Земля поворачивается под маятником, но земной наблюдатель этого не замечает, так как он “жестко” связан с Землей. Именно такой эксперимент осуществил Фуко в Парижском Пантеоне, пользуясь маятником длиной более 60 м.

Другое явление, указывающее на вращательное движение Земли с запада на восток,- это отклонение падающих тел к востоку. Из физики известно, что точки, имеющие одну и ту же угловую скорость вращения, но расположенные на различных расстояниях от центра вращения, имеют различную линейную скорость, так как v = ωR, где R – радиус вращения, ω и v – угловая и линейная скорости соответственно. Поэтому вследствие суточного вращения вершина высокой башни имеет большую линейную скорость и, следовательно, перемещается к востоку быстрее основания этой башни. Тело, падающее с вершины башни, сохраняя большую линейную скорость вершины, не будет падать прямо по отвесу, а получит небольшое отклонение к востоку (для высоты в 100 м это отклонение на экваторе равно 2,5 см). Сопоставление этих чисел говорит о том, что такой эксперимент требует тщательной подготовки, устраняющей влияние посторонних факторов, поэтому здесь уверенный результат впервые был получен лишь в 1802 году. Древние ученые, которым не был известен закон инерции, открытый Галилеем, считали, что тело, падающее вниз, должно отклониться к западу, если Земля обладает вращением вокруг оси. Но так как такое отклонение никем не наблюдалось, отсюда в древности делали неправильный вывод о неподвижности Земли. Это древнее ненаучное положение остроумно раскритиковано Галилеем в “Диалоге о двух главных системах мира, птолемеевой и коперннковой”.

Гелиоцентрическая система мира ☀️ основоположник теории, доказательство вращения земли вокруг солнца, преимущества и суть модели, сторонники и противники

Современная гелиоцентрическая система мира, это концепция, утверждающая, что единственная звезда нашей планетарной системы, Солнце (греческое наименование «Гелиос»), центральная точка, вокруг которой вращаются все небесные тела.

Гелиоцентризм утверждает двойственное вращение нашей планеты вокруг Солнца, перемещение по определенной траектории вокруг звезды, обращение вокруг собственной оси. Прочитав обзор, вы узнаете когда появилась эта теория, кто ее автор, как воплощались идеи гелиоцентризма в научную, общественную жизнь.

Особенности гелиоцентрической системы мира

Именно в гелиоцентризме появилось определение внешних, внутренних планет по положению относительно Земли. К внутренним относят Меркурий, Венеру, по причине того, что их орбиты всегда находятся внутри траектории движения Земли по отношению к звезде.

Важной особенностью системы выступают звездные параллаксы, измеряемые на протяжении года. Этот угол построен от звезды до определенной точки (или наблюдателя) на радиусе орбиты Земли. Эффект проявляется изменением положения звезд на небе относительно статичного наблюдателя или точки.

Гелиоцентризм в античности и средневековье

Историки считаются, что первую гелиоцентрическую модель мира разработал древнегреческий философ и астроном Аристарх Самосский еще в третьем веке до нашей эры в труде «Исчисление песчинок».

Всемирно известный математик, инженер и философ Архимед, основываясь на этом труде, рассчитал приблизительный радиус нашей Вселенной, который оказался равен примерно двум световым годам. Однако, великий сиракузец так и не принял эту идею, называя ее всего лишь гипотезой. Идеи и теории Аристарха Самосского так и не нашли распространения и поддержки, были забыты.

Более известна гелиоцентрическая система мира, выглядящая, как схема из гомоцентрических сфер, разработанная древнегреческим ученым (Эвдокс Книдский) в четвертом веке до нашей эры.

Автор этой модели полагал, что все тела звездной системы вращаются вокруг центра, которым выступает наша планета. Причем, сами планеты, как и звезда неподвижно зафиксированы на комбинации сфер. Позже эту теорию дорабатывали математик Калипп Кизикский и великий античный философ Аристотель Стагирский.

В античности и в средние века бытовало геоцентрическое мировоззрение, считающее, что именно Земля — центр всего. Эти данные опирались на многовековой опыт визуальных наблюдений, люди каждый день видели солнце, поднимающееся с одной стороны, и садящееся с другой, совершающее круг по небу в течение дня. Ночью двигались звезды, и человек ощущал себя в центре мира.

Гениальные гипотезы ученых Древней Греции противоречили всему человеческому опыту, поэтому и не смогли затронуть умы и сознание людей, только укрепляя позиции тех, кто поддерживал геоцентризм. К тому же, именно это мировоззрение поддерживалось религиями мира, Ватиканом, Иудаизмом и мусульманством.

Так существует библейская притча о полководце Иисусе Навине, который во время сражения сказал: «Стой, Солнце!» И, отзываясь на веление Бога, светило остановилось, и не двигалось до самого окончания битвы за город. Часто сказание из Библии выдвигалось, как непререкаемый факт в пользу теории геоцентризма.

Научная революция Николая Коперника

С самого начала веков ученые и обыватели, считали Землю центром Вселенной. К примеру, древнегреческий ученый, астроном Клавдий Птолемей утверждал, что Земля расположена по центру планетарной системы, и именно вокруг нашей планеты осуществляется круговое вращение всех остальных небесных тел. Именно его модель системы, изложенная в трактате «Альмагест», считалась единственно верной более тринадцати столетий.

В 16 веке (1543 год) средневековый монах и ученый Коперник переместил нашу планету с центра на орбиту, показал, что Земля вращается вокруг Солнца. Ученого часто называют «сдвигателем Земли».

Астрономом Николаем Коперником (уроженцем и жителем средневековой Польши) была опубликована книга «О вращении небесных сфер», которая стала основой, пожалуй, самой великой научной, философской революции в земной истории. Именно в ней впервые приводилась гелиоцентрическая система Коперника.

Ученый подтвердил теорию физическими расчетами, основывающимися на физической механике того времени. Он обосновал такие факты:

• движение Солнца объясняется тем, что наша планета вращается вокруг оси;
• объяснил существование равноденствий, как следствие периодического смещения планетарной оси;
• ученый смог объяснить почему изменяются видимые размеры небесных тел и их блеск (Солнце, Луна, звезды);
• дал примерную оценку расстояний в нашей системе, определил примерные размеры планет, солнца;
• Коперником была заложен вид орбит планет в Солнечной системе;
• определил, что планета Меркурий имеет цикл вращения вокруг центральной точки, равный 88 суткам.

Учение Николая Коперника стало настоящей революцией в представлении о нашей звездной системе, хотя и в его теории были недочеты и ошибки: например, первооткрыватель полагал, что Земля движется по орбите с постоянной скоростью, а другие небесные тела с неравномерной.

Последователи и противники Коперника

Сторонникам и последователям теории гелиоцентризма был необходим настоящий героизм, чтобы доказывать свое мнение и правоту. Первым поддержал гелиоцентрическую теорию профессор математики из университета города Виттенбер Георг Иоханн Ретик. Именно Ретику передал Коперник свою рукопись.

Весной 1542 года работа начала печататься в большой типографии немецкого города Нюрнберг, немного более, чем через год, в мае 1543, книга была напечатана. Умирающий Коперник еще успел увидеть плоды своих трудов.

Впоследствии теория гелиоцентризма была поддержана итальянским ученым Джордано Бруно, его соотечественником, астрономом-математиком Галилео Галилеем.

Оба астронома пострадали из-за своих гипотез и убеждений: Джордано Бруно был сожжен инквизицией, как еретик, а Галилео Галилей до конца дней был заключен той же инквизицией под домашний арест.

Новое учение вело также к относительности движения в физике, к физическому релятивизму. Имело новаторское виденье мира и противников, так датчанин Тихо Браге противопоставил ей свою гео-гелиоцентрическую гипотезу.

Утверждение гелиоцентризма

В 1609 году астроном из Вюртенберга (Германия) Иоганн Кеплер опубликовал свой научный трактат «Новая астрономия», посвященный движению Марса, в труде были сформулированы два первых закона Кеплера, касающиеся движения планет.

В 1619 году появилось продолжение работы Кеплера «Гармония Мира» с третьим законом, который соединил все законы Кеплера в систему. Позже астрономом были выпущены книги «Сокращение Коперниковой астрономии», «О кометах», подтверждающие законы, в которых с помощью математики описывалось движение всех планет, других тел внутри Солнечной системы.

Теперь вы тоже знаете, кто является основоположником гелиоцентрической системы мира, кто является автором гелиоцентрической системы мира, знаете, что гелиоцентрическую модель мира разработал польский астроном Николай Коперник.

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:

1. Земля испытывала бы колоссальные центробежные силы, которые неминуемо разорвали бы её на части.
2. Все находящиеся на её поверхности лёгкие предметы разлетелись бы во все стороны Космоса.
3. Любой брошенный предмет отклонялся бы в сторону запада, а облака плыли бы, вместе с Солнцем, с востока на запад.
4. 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

Гелиоцентрическая система мира

Гелиоцентризм, известный как гелиоцентрическая система мира, позволил сделать обоснованные выводы о действительном расположении планет в Солнечной системе. В соответствии с такой теорией, Солнцу отводится роль центрального небесного тела, вокруг которого происходит вращение Земли и соседних планет. Положение светила при этом всегда остаётся неизменным.

Особенности и отличия от других систем

Термин «гелиоцентризм» возник из греческого языка («гелиос» означает «солнце»). В основу гелиоцентрической системы легли следующие понятия:

1. Вселенная не безгранична, благодаря чему представляется возможным отыскать её центр.
2. Планеты представлены внешними и внутренними космическими объектами. Ко второй разновидности принадлежат Меркурий и Венера (орбиты вращения этих небесных тел вокруг Солнца находятся внутри земной орбиты).

Ещё одной важной особенностью стала теория о годичных параллаксах звёзд, суть которых состоит в видимом изменении их координат. Возникают они в результате смены позиции астрономов, обусловленной естественным движением Земли вокруг Солнца.

Гелиоцентризм принято рассматривать в качестве противоположности геоцентрической системе Птолемея, возникшей в эпоху античности, и получившей в дальнейшем всеобщее признание. В отличие от рассматриваемой теории, такое учение считало центром Вселенной недвижимую Землю. Остальные небесные тела, включая Солнце, должны были совершать оборот вокруг неё.
Предпосылки возникновения

Предположения о подвижности Земли и её обращении вокруг определённого центра возникали ещё до нашей эры. Многие учёные мужи древней эпохи выдвигали подобные теории, вызывавшие в дальнейшем интерес у наиболее смелых представителей науки.

В Древней Греции

Принято считать, что впервые понятие «гелиоцентрическая система мира» ввёл Аристарх Самосский – древнегреческий астроном, философ и математик, живший в третьем веке до нашей эры . На основании выполненных наблюдений и расчётов этот учёный сделал несколько принципиально новых выводов:

• Земля может выполнять обороты вокруг Солнца, потому как её размеры значительно меньше величины огненного светила;
• учитывая отсутствие видимых годичных параллаксов, можно утверждать, что земная орбита в сравнении с расстояниями до звёзд не более чем точка.

В эпоху античности новые идеи об устройстве мироздания не смогли получить развития и признания. В те времена представители науки твёрдо верили в теорию, в соответствии с которой у всех небесных тел имелись жёсткие сферы, а единым центром для них являлась Земля.

Гелиоцентризм Аристарха Самосского так и не стал популярным. Для античных школ динамика планет представлялась невозможной, а устройство космоса и вовсе не могло быть изучено человеком.

В эпоху Средневековья

Средние века также не стали периодом расцвета гелиоцентрических идей. Система, предложенная Аристархом, была практически позабыта. Несмотря на это, существовало представление о вращении Меркурия и Венеры вокруг Солнца.

Гелиоцентризм обнаруживается в отдельных теориях астронома Ариабхаты, занимавшегося исследованиями в пятом веке нашей эры . Этот индийский учёный не исключал наличия у Земли собственной оси и вращения вокруг неё. Также он разработал «систему полуночи», в соответствии с которой параметры деферента Венеры соответствуют параметрам геоцентрической орбиты Солнца (один из гелиоцентрических принципов).

В начале XII столетия некоторые астрономы из Европы также рассматривали Землю, как вращающуюся вокруг оси. Спустя 100 лет эта гипотеза вместе с версией о наличии у планеты поступательного движения упоминалась Фомой Аквинским.

Возможность осевого вращения Земли активно обсуждалась в XIV веке французами Жаном Буриданом и Николаем Оремом. Этим представителям Парижской школы всё же не удалось получить поддержку научного мира. Гелиоцентризм оставался отвергнутым, а неподвижность нашей планеты по-прежнему не вызывала сомнений.

Ранее Возрождение

Начало Эпохи Возрождения ознаменовалось очередными идеями о подвижности Земли, автором которых стал Николай Кузанский. При этом его предположения носили философский характер, и не основывались на астрономических наблюдениях или расчётах.

В 1450 г. был опубликован перевод Архимедова «Псаммита», упоминающий теорию Аристарха Самосского. Выдающийся европейский астроном Региомонтан, от руки переписавший данный трактат, рассуждал о том, что «движение звёзд может подвергаться незначительным изменениям на фоне подвижности Земли». В то же время он предпочитал оставаться геоцентристом.

В 1499 г. гелиоцентрическая система мира обсуждалась итальянским профессором Франческо Капуано, уделившим немало внимания вращательному и поступательному движению планеты Земля (центр движения при этом не рассматривался). Ни одна из его гипотез не была принята учёным миром.

В 1501 г. итальянец Джорджо Валла озвучивал доктрину Пифагора относительно обращения Земли вокруг главного светила, и говорил о том, что для Меркурия и Венеры также свойственно обращаться вокруг Солнца.

Солнечная система по Николаю Копернику в книге «Harmonia Macrocosmica» Андреаса Целлариуса

Учение Николая Коперника

Год 1543 стал настоящим прорывом в астрономии. В это время Николай Коперник, учёный и священнослужитель из Польши, представил научному миру свой труд под названием «О вращении небесных сфер». В этой работе он описал гелиоцентрическую теорию и привёл в доказательство её правдивости тщательные расчёты, в основе которых лежали принципы теоретической механики.

Концепция Коперника гласила следующее – чередование тёмного и светлого времени суток, движение Солнца по небосводу обусловлены осевым вращением Земли. Также он сообщал, что благодаря движению нашей планеты вокруг огненного светила, можно объяснить видимое перемещение последнего.

Великий астроном заложил основу устройства мироздания, принятого в наше время. Гелиоцентрическая система мира, предложенная Коперником, также способствовала объяснению многих феноменов:

1. Земля, которой свойственны поочерёдные приближения и отдаления от планет Солнечной системы, способствует их попятному движению. Это означает, что спустя некоторое время космические объекты принимают направление, обратное движению центральной звезды.
2. Многие столетия учёные пытались выяснить, чем обусловлено предварение равноденствий (в соответствии с таковым, весеннее равноденствие начинается немного раньше каждый год). Николай Коперник указал на взаимосвязь этого явления и периодически происходящего смещения земной оси.
3. Польский астроном также утверждал, что звёздная сфера находится на огромных дистанциях относительно межпланетных расстояний, по причине чего усложняются наблюдения за годичными параллаксами. Чтобы доказать факт вращения Земли вокруг оси, он приводил несколько аргументов – если рассматривать нашу планету как лишённую подвижности, небосвод должен перемещаться из-за движения звёздной сферы. При учёте удаленности последней, такое вращение потребует немыслимой скорости.
4. Гелиоцентрическая система мира поясняла, почему изменяются блеск и размеры планет, входящих в Солнечную систему, более точно рассчитывала параметры небесных тел и расстояния до них. Копернику удалось определить, какова приблизительная величина Луны и Солнца, а также высчитать время, требующееся Меркурию для полного прохождения орбиты вокруг Солнца (измеряется 88 земными сутками).

Гелиоцентризм польского учёного, преподнесённый с научными доказательствами, совершил настоящую революцию в сфере астрономической науки. В то же время данная теория не была лишена определённых недостатков.

В качестве центральной точки системы Коперник рассматривал не Солнце. Эта роль отводилась центру земной орбиты. Кроме этого, входящие в нашу планетарную систему небесные тела осуществляли неравномерное движение по орбитам. Только Земля рассматривалась как объект, сохраняющий орбитальную скорость. При всей новизне своего подхода, Коперник по-прежнему придерживался идеи движения небесных сфер. Астроном лишь пересмотрел центр такого вращения.

Отношение учёных к новой теории

Учение Николая Коперника произвело настоящий переворот в науке того времени. Будучи достаточно смелой, но уже не новой, гелиоцентрическая система мира в очередной раз получила немало приверженцев и противников.

Последователи Коперника

Сторонниками гелиоцентрической теории Николая Коперника в XVI и XVII столетиях стали:

• Джордано Бруно;
• Галилео Галилей.

Эти учёные отстаивали учение о мироздании во времена, когда подобные утверждения рассматривались католической церковью как ересь. Итальянский философ и поэт Джордано Бруно говорил о том, что небосвод состоит не только из небесных сфер. По его мнению, существовали и другие светила, обладающие характеристиками Солнца. Революционные убеждения стоили Джордано Бруно жизни. В возрасте 52 лет инквизиция приговорила его к казни через сожжение.

Галилео Галилей, астроном, физик и механик из Италии, стремился развивать теорию Коперника, и проводил научные наблюдения. Этот учёный полагал, что Земля никогда не находилась в области, расположенной между Венерой (Меркурием) и Солнцем. Как и Джордано Бруно, Галилей стал жертвой инквизиции. В 1633 г. 70-летнему исследователю назначили карательную меру в виде пребывания под «домашним арестом», где он и находился до самой кончины.

Изображение гелиоцентрической модели из книги Николая Коперника «De revolutionibus orbium

Противники учения

Представители науки, не признававшие гелиоцентризм, говорили следующее:

1. При наличии осевого движения Земли должна возникнуть огромная центробежная сила, способная уничтожить её. При этом на земной поверхности не смогли бы удерживаться мелкие и средние предметы, а их движение оказалось бы противоположным вращению.
2. У небесных объектов отсутствует большой вес, благодаря чему они движутся без особого труда. Однако такая тяжёлая планета, как Земля нуждается в значительной силе, способной обеспечить её вращение.

Отвергающий гелиоцентризм Тихо Браге стал основателем так называемой «гео-гелиоцентрической» системы мира. Этот датский астроном утверждал, что Солнце вместе с Луной и сферой звёзд вращаются вокруг Земли. Иные объекты, по его мнению, движутся вокруг солнечного светила.
Последователь гео-гелиоцентрической теории, физик из Германии Иоганн Кеплер, выполнил тщательный анализ наблюдений Браге. На основании этого он сделал выводы, поддерживающие гелиоцентризм:

• плоскости планетарных орбит, входящих в Солнечную систему, пересекаются в месте расположения основной звезды (в результате Солнце рассматривается как центр планетарного вращения, тогда как Коперник полагал таковым земную орбиту);
• для орбитальной скорости Земли характерно время от времени изменяться (подобно остальным планетам);
• скорость движения космических объектов по орбитам, имеющим эллиптическую форму, определяется дистанцией до Солнца (огненное светило выполняет функцию геометрического и динамического центра планетарной системы).

Также Кеплер сумел выяснить причину перемещения планет. Учёному удалось установить, что небесные тела движутся благодаря наличию у Солнца гравитационной силы.

Утверждения, излагающие принципы планетарного движения в Солнечной системе на «математическом языке», получили название «законов Кеплера». Многие из них применяются в современной астрономии в процессе определения орбит дальних космических объектов.

Укрепление гелиоцентрической теории

С наступлением второй половины XVII века гелиоцентризм укрепляет свои позиции. Начало этому процессу положило открытие Исааком Ньютоном закона о всемирном тяготении, способствующего объяснению устройства Солнечной системы. В 1687 г. этот английский физик подтвердил расчёты, сделанные Иоганном Кеплером относительно гравитационных сил солнечного светила.

В последующие годы гелиоцентризм утвердился как обоснованная теория. В 1728 г. английскому астроному Джеймсу Брэдли удалось доказать наличие орбитального движения Земли вокруг Солнца. Данному событию предшествовали длительные астрономические наблюдения, благодаря которым была открыта аберрация света – незначительная односторонняя размытость звёздного изображения, вызванная движениями со стороны наблюдателя. Кроме этого, выявились ежегодные изменения в частоте импульсов, исходящих от пульсаров. Подобные открытия стали доказательством регулярно меняющихся расстояний между Землёй и небесными объектами.

В 20-30 гг. XIX столетия германский учёный Фридрих Вильгельм Струве сумел провести первые наблюдения за годичными звездными параллаксами. Это позволило гелиоцентрическим идеям получить своё беспрекословное подтверждение.

Отношение к теории в России

В России гелиоцентризм и его принципы стали известны только в 1657 г. благодаря монаху Епифанию Славинецкому, выполнившему перевод труда голландца Иоганна Блау. Работа была посвящена особенностям геоцентрической системы и теории Коперника. Немного позже появилась русскоязычная версия «Селенографии» Яна Гевелия, обозначившая основные преимущества новой теории.

Начиная с 1741 г., стали возникать церковные протесты. Святейший синод требовал от Екатерины II наложить запрет на распространение книг, посвящённых гелиоцентризму. Несмотря на оказываемое давление, гелиоцентрическая система мира была включена в школьную программу.

После 1812 г. в России наблюдался религиозный подъём, сопровождавшийся появлением антикоперниканских работ. Последние не получили серьёзного распространения, а некоторые духовные лица (св. Иоанн Кронштадтский, Феофан Затворник) положительно отзывались об идее обращения Земли и других объектов вокруг Солнца.

Значение гелиоцентрической теории

Гелиоцентрическая система мира сыграла огромную роль в истории становления мировой науки. Благодаря её возникновению удалось выяснить, какими параметрами обладает планетарная система, а также определить принципы движения космических тел. Теория поспособствовала становлению принципов классической механики и открытию закона о всемирном тяготении.

Гелиоцентризм значительно способствовал становлению современной космологии и астрономии. Теория, создателем которой стал Аристарх, а продолжателем Коперник, рассматривается как основа актуальных космологических моделей Вселенной.

Гелиоцентрическая система мира

Гелиоцентрическая система мира — это научная теория, согласно которой Солнце (Гелиос) является тем центром, вокруг которой и движутся все остальные планеты солнечной системы, в том числе и Земля. При этом Земля совершает двойное вращение — вокруг звезды и вокруг своей оси.

Далее разберем кратко и понятно, как средневековым ученым удалось прийти к таким поистине революционным выводам.

Гелиоцентрическая система мира. Иллюстрация

Предыстория

Даже в нашем, 21 веке можно найти людей, которые считают, что Солнце движется вокруг Земли: дескать, утром оно на Востоке, днем — в зените, а вечером — на Западе.

Что уж говорить о древности и средневековье, когда господствовало религиозное мировоззрение. Когда считалось, что если ты не веришь в бога, значит ты слабоумный или ведьмак и тебя надо сжечь на костре.

Однако, даже в такое во всех смыслах, темное время, были светлые умы. Собственно идея, о том, что Земля движется вокруг Солнца — не нова.

Так, Аристарх Самосский, живший в III веке до н.э. на основе собственных наблюдений сделал следующий выводы:

• Земля скорее всего вертится вокруг Солнца, потому что размер последнего существенно превышает размер планет. При этом Аристарх самостоятельно рассчитал размеры Луны, Земли и Солнца.
• Вследствие годичного параллакса звезд (изменения координат звезд в течение года относительно земного наблюдателя), очевидно, что Земля по отношению к другим звездам является просто точкой, потому что расстояние до них значительно выше, чем до Солнца.

Второй существенной вехой в развитии гелиоцентрической системы мира были открытия Николая Коперника — польского астронома, механика и по-совместительству — служителя католической церкви. Вообще удивительно, как такое открытие было сделано человеком, разделявшим архаичные представления о вере и пр.

• Так вот, он пришел к выводу, что Земля и другие планеты совершают вращение вокруг Солнца по кругу, а еще вокруг своей оси. Этим, в частности объясняется смена дня и ночи.
• Календарное смещение весеннего равноденствия Коперник объяснил периодическим смещением земной оси.

Понятно, что труд Коперника “О вращении небесных сфер” раскритиковали. Людям казалось, что вращение Земли вокруг своей оси просто разорвало бы планету, или все легкие вещи должны были бы вращаться по воздуху в обратном направлении.

Между тем, в труде польского астрономы были и научные недочеты и минусы. Так Коперник исходил в своей концепции из центра — точки Земли, а не от Солнца. Также по его мнению орбитальная скорость Земли была переменчива, да и движение Земли по кругу не объясняет важных моментов.

Появление гелиоцентрической системы

Завершенное состояние Гелиоцентрическая система мира получила в трудах ее основоположников Иоганна Кеплера и Галилео Галилея.

Иоганн Кеплер (1571 — 1630), немецкий астроном

Иоганн Кеплер (1571 — 1630), помогая другому астроному — Тихо Браге, убедился в справедливости гелиоцентрической системы мира. Вот его ключевые 3 закона Кеплера:

• Планеты движутся вокруг Солнца, но не по кругу, а по эллипсу — эллиптической орбите в фокусе Солнца.
• Каждая планета движется в плоскости, проходящей через центр Солнца. При этом равные промежутки времени радиус-вектор описывает равные площади, соединяющий Солнце и планету.
• Квадраты периодов обращения планет вокруг Солнца относятся, как кубы больших полуосей орбит планет.

Именно на основании этих трех законов Ньютон и открыл Закон всемирного тяготения. Стоит к этому добавить, что Земля движется вокруг Солнца со скоростью 30 километров в секунду.

Галилео Галилей (1564 — 1642) — итальянский ученый, который в 1609 году самостоятельно собрал первый телескоп с выпуклым объективом. Благодаря ему, Галилей сумел внести существенные корректировки в Гелиоцентрическую систему мира, а именно:

Галилео Галилей (1564 — 1642)

• Доказал возможность вращения Земли вокруг Солнца при том, что вокруг нее вращается Луна.
• Венера и Меркурий движутся во внутреннем круге Земли, и их орбита никогда не была внешней для нашей планеты, поскольку они расположены ближе к звезде.
• Млечный путь состоит из огромного скопления звезд, которые находятся на громадном расстоянии от Земли и пр.

Слова: “А всё-таки она вертится”, — принадлежат именно Галилею. Католическая церковь признала взгляды Галилея кощунственными и надавила на него отказаться от них и не распространять их. Галилей отказался и с 78 лет был под домашним арестом. Кстати, в 2008 году Ватикан публично извинился за репрессии в отношении Галилея и даже поставил ему памятник.

Также важно упомянуть, что Ватикан только в 1992 году признал, что Земля круглая и не является неподвижным телом, вращается вокруг Солнца.

В завершении надо сказать, что эта теория не объясняет петлеобразное движение планет, поскольку планеты движутся по эллипсу.

Порекомендуйте эту статью друзьям в социальных сетях. Пусть узнают всю правду об этом!

Николай Коперник: гелиоцентрическая система мира

Возрождение: из истории великой эпохи

Остановивший Солнце: из истории жизни Коперника

Николай Коперник, поляк по происхождению, родился в семье зажиточного купца 19 февраля 1473 г. в городе Торне, куда переселялся из Кракова его отец.

Пробыв в Италии около десяти лет с небольшими перерывами, Коперник возвратился к себе на родину и большую часть остальной жизни правел в маленьком городке Фрауенбурге, где стараниями своего дяди епископа Вармийского (Эрмляндского) получил ещё в 1497 г. место каноника. Он стал, следовательно, католическим священником и весьма ревностно выполнял двои обязанности. Во Фрауенбурге, в этом, по выражению Коперника, “отдалённейшем уголке земли”, он имел достаточный досуг и, окружённый добрым в общем отношении друзей и сограждан, окончательна сформулировал положения своей системы, основные контуры которой сложились у него, вероятно, ещё в Италии.

Первый набросок идей Коперника мы находим приблизительно а 1512 г., в так называемом “Commentarioius” (“Малый комментарий”), который не был напечатан, но ходил по рукам в рукописном виде и принес его автору изрядную популярность. Лишь в 1539 г. Коперник разрешил своему другу профессору математики Виттенбергского университета Георгу-Иоахиму Ретику, ученику и горячему поклоннику “нового Птолемея”, опубликовать краткое предварительное сообщение (Narratio prima) о достигнутых научных результатах.

Собственное сочинение Коперника вышло из печати за несколько дней до смерти автора, последовавшей 24 мая 1543 г. Предание, известное нам от Гассенди (биограф ученого), рассказывает, что только что отпечатанный экземпляр сочинения “De revolutionibus orbium coelestium” принесли Копернику за несколько часов до кончины. “Он взял книгу в руки и смотрел на нее, но мысли его были уже далеко”.

Джордано Бруно: далекие миры поклонника системы

“Хоры блуждающих звёзд, я к вам свой
полёт направляю,
К вам подымусь, если вы верный укажете путь.
Ввысь увлекая меня, ваши смены и чередованья
Пусть вдохновляют мой взлёт в бездны
далёких миров”.

Джордано Бруно считал, что возможно открытие в Солнечной системе новых планет. Никакого купола звёзд не существует, звёзды движутся, а мы не замечаем этого потому, что они очень далеки от нас.

Вращение небесных тел: из истории представлений

Часть 1. Геоцентрическая система

Эпоха Возрождения бесспорно считается оплотом разума и силы человеческой воли. Но любые изменения не могут быть мгновенными. Общепринятой в этот период все еще была была геоцентрическая система – представление о мире, сложившееся в Древней Греции на основе разработок Платона, Евдокса, Аристотеля и Птолемея. В центре мироздания находится Земля, а мир делится на подлунный и надлунный. В первом – всё преходяще, временно, движения вынуждены и вызываются действующими силами; во втором – всё вечно, а движения происходят без всяких сил и осуществляются равномерно по совершенным круговым траекториям. Звёзды расположены на небесном своде, который прокручивается за сутки вокруг Земли.

Для объяснения видимого неравномерного движения планет Птолемей использовал систему равномерных круговых движений. Каждая планета, как он считал, движется равномерно по кругу – эпициклу, центр которого, в свою очередь, равномерно перемещается по другому кругу – деференту. Следует отметить, такое представление движения планет давало возможность довольно точно описывать наблюдаемое их движение. Правда при увеличении точности наблюдений приходилось существенно корректировать прежнюю систему эпициклов и деферентов.
Чрезвычайно важным было также то, что геоцентрические представления о мире освящались авторитетом христианской веры. Бог, создав человека как богоподобное существо, наделил его разумом, свободной волей, бессмертием. Куда же он должен был поместить своё самое великое творение? Конечно, в центр мироздания.

Часть 2. Гелиоцентрическая система

В 1543 г. Н. Коперник опубликовал свой основной труд “Об обращении небесных сфер” с изложением и обоснованием гелиоцентрической системы мира.

Согласно новому учению, в центре Вселенной находится Солнце, а Земля – одна из планет, движущихся вокруг Солнца. Небосвод же, на котором находятся все звёзды, вовсе и не вращается вокруг Земли, как считали прежде, а покоится. Его видимое движение объясняется суточным обращением Земли вокруг собственной оси. Коперник убрал человека из центра мира, сделал бессмысленным деление на подлунный и надлунный миры. Тем самым он разрушил самые основы традиционных представлений о мире и открыл новые, невиданные прежде возможности для развития не только астрономии, но и всего естествознания. Коперник своей работой открыто заявлял, что главным авторитетом в познании мира являются не древние книги, а реальное изучение природы.

Сущность своей системы мира Коперник изложил в посвящении папе Павлу III:

“Обдумывая долгое время шаткость переданных нам математических догматов касательно взаимного соотношения движения небесных тел, я стал досадовать, наконец, на то, что философам, стремящимся обычно к распознаванию самых ничтожных вещей, до сих пор ещё не удалось с достаточной верностью объяснить ход мировой машины, созданной лучшим и любящим порядок Зодчим. Обыкновенно принято, что Земля находится в покое, но пифагореец Филолай допускает, что Земля, равно как и Солнце и Луна, движется вокруг огня по косому кругу. Гераклит Понтский, а равно и пифагореец Экфант также придают Земле движение, но не поступательное, а вращательное, вследствие которого она, подобно колесу па направлению от заката к востоку, вращается вокруг своего центра”.

Так как, замечает далее Коперник, для объяснения небесных явлений до него дозволялось придумывать произвольные круги, по которым двигались земля, солнце и планеты, то и он позволил себе истолковать движения этих небесных светил, исходя из движения Земли:

“После долгих и многократных исследований я пришёл, наконец, к заключению, что если отнести движения прочих блуждающих светил к кругу, по коему движется Земля, и на этом основании вычислить движение каждого светила, то не только представляемые ими явления будут вытекать как следствия, но что самые светила и пути оных, по последовательности или по величине своей, а само небо явятся в такой между собой связи, что нигде, ни в одной части нельзя чего-либо изменить, не запутывая остальных частей и всего целого”.

Часть 3. Место в истории

Среди великих астрономов и математиков, окончательно выяснивших место нашей Земли во Вселенной и раскрывших законы движения, управляющие солнечной системой (Коперник, Тихо де Браге, Кеплер, Галилей, Ньютон), Коперник по времени был первым.

После него было сделано и ещё будет сделано очень много в изучении солнечной системы, а некоторые утверждения Коперника (например его мнение, что Земля и планеты движутся равномерно вокруг Солнца по кругам, тогда как в действительности это вращение происходит неравномерно и по эллипсам) были впоследствии опровергнуты; тем не менее Копернику принадлежит слава первого учёного, установившего новую истину, столь же простую, сколь и гениального, которую он выразил в своём сочинении “О вращении небесных тел”, сказав, что “в центре всего находится Солнце”.

Книга Коперника, в конце концов, в 1616 г. попала в далекий “Указатель запрещённых книг”, и это запрещение было снято с неё только в 1823 году. Церковники без различия толков и направлений поняли вредоносное для них значение новой теории. Она разрушала, пусть величественный, но всё же близкий человеку небесный мир как обиталище бога. Она вырывала Землю – “подножие ног Его” – из центра вселенной и превращала её в жалкую пылинку, затерявшуюся в бесконечном пространстве, населённом бесчисленным сонмом сверкающих звёздами солнц.

Список литературы и источников:

Веселовский И. Н., Белый Ю. А. Николай Коперник. М., 1974.
Галилео Галилей. Диалог о двух главнейших системах мира птолемеевой и коперниковой. М.-Л., 1948.
Девятова С.В., Купцов В.И. Судьба учения Н.Коперника// Вопросы философии, № 1, Январь, 2011.
Дынник М. А. Мировоззрение Джордано Бруно / Бруно Джордано. Диалоги. М., 1949.
Сказкин С. Коперник и Возрождение // Исторический журнал, №10, Октябрь, 1943.

Гелиоцентрическая система мира

Гелиоцентрическая система мира

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»).

Особенности гелиоцентрической системы мира

Найти некую центральную точку Вселенной предоставляется возможным только в том случае, если Вселенная ограничена. Таковой она обязана согласно гелиоцентрической системе мира.

Также в данной системе возникло такое понятие как внешние и внутренние планеты. К последним относились Меркурий и Венера, т.к. их орбиты вращения вокруг Солнца всегда должны быть внутри орбиты Земли.

Параллакс — угол, отмеченный символом π

Важнейшей особенностью гелиоцентризма являются годичные параллаксы звёзд. Данный эффект проявляется в виде изменения видимых координат звезды. Он связан со сменой положения наблюдателей (астрономов), возникшей из-за вращения Земли вокруг Солнца.

Гелиоцентризм в античность и средневековье

Мысли о том, что Земля движется вокруг некоего центра всего мира, возникла еще в головах древних греков. Так были предположения о вращении Земли вокруг своей оси, а также о движении Марса и Венеры вокруг Солнца, которое вместе с ними вращается вокруг нашей планеты. Однако считается, что впервые гелиоцентрическая система мира была изложена в III веке до н. э. Аристархом Самосским. Он сделал два важных вывода:

1. Вероятнее всего, что наша планета вращается вокруг Солнца. Причиной тому размер Солнца, который значительно превышает размер Земли. Данные об относительных величинах Земли, Луны и Солнца были получены из собственных расчетов Аристарха.
2. В связи с отсутствием видимых годичных параллаксов звезд он предположил, что орбита нашей планеты представляется точкой относительно расстояний до звезд.

Однако идеи Аристарха не приобрели широкого распространения в античности. Наиболее известной версией геоцентрической системы в Древней Греции была так называемая теория гомоцентрических сфер, разработкой которой занимались астрономы Евдокс, Каллипп и Аристотель. Согласно этой теории все небесные тела, вращающиеся вокруг нашей планеты, были закреплены на жестких сферах, соединяющихся между собой и имеющих единый центр — Землю.

Геоцентрическая модель Солнечной системы

В связи с подобным мировоззрением преобладающей части общества, другие приверженцы идеи Аристарха Самосского не высказывали свои взгляды, в результате чего греки отказались от этой идеи и полностью приняли геоцентризм. Любые школы, преподававшие в то время рационализм, не поддерживали идей Аристарха, так как считали природу мироздания неподвластную для понимания и исключали любые возможности описать динамику планет.

В средние века гелиоцентризм почти не упоминался в научных трудах, кроме некоторых его идей, например, вращение Земли вокруг своей оси.

Научная революция Николая Коперника

В 1543-м году польский астроном, механик и священнослужитель Николай Коперник опубликовал свою научную работу, которая называлась: «О вращении небесных сфер». В ней астроном описывал гелиоцентрическую теорию, подтверждая ее рядом физических расчетов, опирающихся на тогдашнюю теоретическую механику. 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.

Гелиоцентрическая система мира по Копернику

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.
• По стопам Аристарха Самосского, Коперник утверждал, а также доказывал, что сфера звезд расположена на очень большом расстоянии относительно расстояний между планетами, в результате чего ученые не наблюдают годичные параллаксы. А предположение о вращении нашей планеты вокруг своей оси подтверждал следующим: если наша планета все-таки неподвижна, то вращение небосвода должно происходить по причине вращения самой звездной сферы, а учитывая высчитанное расстояние до нее, скорость ее вращения будет немыслимо велика.

Кроме того гелиоцентрическая система могла объяснить изменение блеска и размеров планет Солнечной системы, а также дать более точную оценку размеров планет и расстояний до них. Сам же Николай Коперник смог примерно определить размеры Луны и Солнца и максимально точно указать время, за которое Меркурий полностью проходит свою орбиту вокруг Солнца – 88 земных суток.

Н. Коперник заложил основу современного вида орбит планет Солнечной системы

Несмотря на совершенную революцию в области астрономии, теория Коперника имела несколько недостатков. Во-первых, центральной точкой описанной им системы оставался центр орбиты Земли, а не Солнце. Во-вторых, все планеты нашей планетарной системы, двигались по своим орбитам неравномерно, а наша планета сохраняла свою орбитальную скорость. А также вероятнее всего Коперник не отбрасывал идею о вращающихся небесных сферах, а лишь перенес центр их вращения.

Последователи и противники Коперника

Впоследствии у польского астронома появилось большое множество последователей, в том числе Джордано Бруно, который утверждал, что небосвод не ограничивается небесными сферами, а другие светила, это небесными тела, ни чем не уступающие Солнцу. К сожалению, за свои убеждения Бруно был назван еретиком и приговорен к сожжению.

Известный итальянский ученый Галилео Галилей поддерживал теорию Коперника, опираясь на собственные наблюдения. Он также утверждал, что Земля никогда не занимала место между Меркурием (либо Венерой) и Солнцем, что указывало на вращение этих двух планет вокруг звезды по орбитам, находящимся внутри земной. Обратное утверждение доказывало расположение орбиты Земли внутри орбит внешних планет. Из-за своих убеждений в 1633 году 70-летний Галилей был подвержен инквизиционному процессу, в результате которого он оказался под «домашним арестом» вплоть до своей смерти в 78 лет.

Галилео Галилей и его знаменитый телескоп

Противники же гелиоцентризма настаивали на нескольких аргументах, опровергающих теорию Коперника. Если бы Земля вращалась вокруг своей оси, то чудовищная центробежная сила разорвала бы ее. Мало того, с ее поверхности слетали бы все легкие предметы, причем двигались бы они в направлении, противоположном вращению. Предполагалось, что все небесные объекты не имеют массы, поэтому они могут двигаться без приложения к ним больших сил. В случае с Землей возникал вопрос о существования колоссальной силы, которая смогла бы вращать нашу массивную планету.

Один из противников геоцентризма выдающийся датский астроном Тихо Браге разработал так называемую «гео-гелиоцентрическую» систему мира, согласно которой сфера звезд, Луна и Солнце движутся вокруг Земли, а другие космические объекты – вокруг Солнца.

Спустя некоторое время приемник Браге – немецкий физик Иоганн Кеплер, проанализировав внушительный объем результатов наблюдений своего наставника сделал несколько значительных открытий в пользу гелиоцентризма:

Законы Кеплера по сей день служат астрономам для определения орбит удаленных космических тел

• Плоскости планетарных орбит Солнечной системы пересекаются в точке нахождения Солнца, что делало его центром их вращения, а не центр земной орбиты, как предполагал Коперник.
• Орбитальная скорость нашей планеты периодически изменяется, также как и других планет.
• Орбиты планет эллиптические, причем скорость движения небесных тел по ним напрямую зависела от расстояния до Солнца, что делало его не только геометрическим, но и динамическим центром планетарной системы.

Были сформулированы так называемые законы Кеплера, которые подробно и математическим языком описывали законы движения планет Солнечной системы.

Утверждение гелиоцентризма

В результате подтверждения вращения Земли вокруг своей оси пропала всякая надобность существования небесных сфер. Некоторое время предполагалось, что планеты движутся по той причине, что они живые существа. Однако вскоре Кеплером было определено, что движение планет возникает в результате воздействия на них гравитационных сил Солнца.

В 1687 году английский физик Исаак Ньютон, опираясь на свой закон всемирного тяготения, подтвердил расчеты Иоганна Кеплера

Исаак Ньютон и знаменитое яблоко, на примере которого ученый сформировал закон всемирного тяготения

С дальнейшим развитием науки ученые получали все больше аргументов в пользу гелиоцентризма. Так в 1728 г. астроном из Англии Джеймс Брэдли впервые при помощи наблюдения подтвердил теорию о движения Земли по орбите вокруг Солнца, открыв так называемую аберрацию света. Последняя означает небольшое размытие изображение звезды с одной стороны как следствие движения наблюдателя. Позже было обнаружено ежегодное колебание частоты импульсов, испускаемых пульсарами, а также эффект Доплера для звезд, что доказывает периодичное изменение расстояние Земли до данных космических объектов.

А в 1821 и 1837 г.г. российско-немецкий ученый Фридрих Вильгельм Струве впервые смог пронаблюдать примерные годичные параллаксы звёзд, окончательно утверждающие идею о гелиоцентрической системе мира.

Похожие статьи

Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!