În Europa, în timpul Evului Mediu timpuriu, domina un sistem mondial bazat pe texte biblice. După ceva timp, a fost înlocuit de aristotelismul dogmatizat și de sistemul geocentric propus de Ptolemeu. Fundamentele acestuia din urmă au pus sub semnul întrebării datele observațiilor astronomice care s-au acumulat treptat de-a lungul istoriei. Complexitatea, complexitatea și imperfecțiunea sistemului ptolemaic au devenit din ce în ce mai evidente. Au fost făcute multe încercări de a-i crește acuratețea, dar nu fac decât să o îngreuneze. În secolul al XIII-lea, Alfonso X, regele Castilian, spunea că, dacă ar avea ocazia să-i dea lui Dumnezeu sfaturi despre crearea lumii, l-ar sfătui să o simplifice.

Copernic a propus sistemul heliocentric al lumii. A devenit o adevărată revoluție în astronomie. După ce ați citit acest articol, vă veți familiariza cu Copernic și cu contribuțiile sale la știință. Dar mai întâi vom vorbi despre ceea ce i-a propus înaintea lui Ptolemeu.

Sistemul ptolemeic al lumii și deficiențele sale

Sistemul creat de predecesorul lui Copernic nu permitea predicții precise. În plus, ea suferea de nesistematicitate, lipsă de integritate și unitate internă. Sistemul lumii conform lui Ptolemeu (portretul său este prezentat mai sus) a presupus studiul fiecărei planete izolat, separat de celelalte. Fiecare corp ceresc, așa cum a susținut acest om de știință, avea propriile sale legi de mișcare și un sistem epiciclic. Mișcarea planetelor în sisteme geocentrice a fost descrisă folosind un număr de modele matematice independente, egale. Teoria geocentrică, strict vorbind, nu a format un sistem, deoarece sistemul planetar (sau sistemul de planete) nu era obiectul său. Se ocupa exclusiv de mișcările individuale pe care le fac corpurile cerești.

Trebuie remarcat faptul că, cu ajutorul teoriei geocentrice, a fost posibil să se calculeze doar locația aproximativă a anumitor corpuri cerești. Dar nu a fost posibil să se determine locația lor în spațiu sau distanța lor reală. Ptolemeu a considerat aceste probleme complet de nerezolvat. Noul sistem al lumii, heliocentric, a apărut datorită căutării consecvenței și unității interne.

Necesitatea reformei calendarului

De menționat că teoria heliocentrică a apărut și în legătură cu necesitatea reformării calendarului iulian. Două puncte principale din ea (luna plină și echinocțiul) au pierdut contactul cu evenimentele astronomice care au avut loc efectiv. În secolul al IV-lea d.Hr e. Data echinocțiului de primăvară conform calendarului a fost 21 martie. În 325, Sinodul de la Niceea a fixat acest număr. A fost folosit ca punct de plecare important în calcularea datei Paștelui, principala sărbătoare creștină. Până în secolul al XVI-lea, data echinocțiului de primăvară (21 martie) era deja cu 10 zile în urmă față de data reală.

Din secolul al VIII-lea au încercat fără succes să-l îmbunătățească. La Sinodul Lateran de la Roma (1512-17) s-a remarcat urgența problemei calendaristice. Un număr de astronomi celebri au fost rugați să o rezolve. Printre ei s-a numărat și Nicolaus Copernic. Cu toate acestea, a refuzat pentru că a considerat că teoria mișcării Lunii și a Soarelui nu este suficient de precisă și dezvoltată. Dar ele erau baza calendarului la acea vreme. Cu toate acestea, propunerea primită de N. Copernic a devenit unul dintre motivele sale pentru a lucra la îmbunătățirea teoriei geocentrice. Ca rezultat al acestei lucrări, a apărut un nou sistem mondial.

Îndoielile lui Copernic cu privire la adevărul teoriei lui Ptolemeu

Nicholas a fost destinat să facă una dintre cele mai mari revoluții din istoria astronomiei, care a fost urmată de o revoluție în știința naturii. După ce l-a întâlnit pe Copernic la sfârșitul secolului al XV-lea, el și-a apreciat geniul matematic. Cu toate acestea, omul de știință a început curând să se îndoiască de adevărul acestei teorii. Îndoielile au făcut loc convingerii că există contradicții profunde în geocentrism.

Copernic - reprezentant al Renașterii

Nicolaus Copernic a fost primul om de știință care a privit experiența de o mie de ani a dezvoltării științei prin ochii unui om al unei noi ere. Vorbim de Renaștere. Ca adevărat reprezentant al său, Copernic s-a arătat a fi un inovator încrezător și îndrăzneț. Predecesorilor săi le lipsea curajul de a abandona principiul geocentric. Ei erau angajați în îmbunătățirea anumitor mici detalii ale teoriei. Sistemul mondial copernican a implicat o ruptură cu mii de ani de tradiție astronomică. Gânditorul a căutat în natură armonia și simplitatea, cheia înțelegerii unității multor fenomene care par disparate. Sistemul mondial al lui Nicolaus Copernic a fost rezultatul căutării creatorului său.

Principalele lucrări ale lui Copernic

Copernic a subliniat principiile de bază ale astronomiei heliocentrice între 1505 și 1507 în Micul său comentariu. Până în 1530, a finalizat procesarea teoretică a datelor astronomice pe care le-a primit. Cu toate acestea, abia în 1543 s-a născut una dintre cele mai importante creații ale gândirii umane din istorie - lucrarea „Despre rotațiile sferelor cerești”. Această lucrare prezintă o teorie matematică care explică mișcările aparente complexe ale Lunii, Soarelui, celor cinci planete și sferelor stelelor. Un catalog de stele este inclus în anexa lucrării. Lucrarea în sine este furnizată cu tabele matematice.

Esența sistemului heliocentric al lumii

Copernic a plasat Soarele în centrul lumii. El a subliniat că planetele se mișcau în jurul lui. Printre ei s-a numărat și Pământul, definit pentru prima dată drept „stea în mișcare”. Sfera stelelor, așa cum credea Copernic, este separată de sistemul planetar de o distanță uriașă. Concluzia gânditorului despre marea îndepărtare a acestei sfere este explicată de principiul heliocentric. Cert este că numai în acest fel și-a putut concilia Copernic teoria cu aparenta absență a deplasărilor în stele. Vorbim despre acele deplasări care ar trebui să apară datorită mișcării observatorului împreună cu planeta Pământ.

Precizia și simplitatea noului sistem

Sistemul propus de Nicolaus Copernic era mai precis și mai simplu decât sistemul lui Ptolemeu. A primit imediat aplicare practică largă. Pe baza acestui sistem, au fost întocmite „Tabelele prusace”; lungimea anului tropical a fost calculată mai precis. În 1582, a fost realizată reforma mult așteptată a calendarului - a apărut un nou stil, gregorian.

Mai puțină complexitate noua teorie, precum și acuratețea mai mare în calcularea pozițiilor planetelor pe baza tabelelor heliocentrice care s-a obținut la început nu sunt în niciun caz principalele avantaje ale sistemului copernican. Mai mult, atunci când a fost calculată, teoria lui s-a dovedit a fi doar puțin mai simplă decât cea a lui Ptolemeu. În ceea ce privește acuratețea calculelor pozițiilor planetare, practic nu era diferită de aceasta dacă era necesar să se calculeze modificările observate pe o perioadă lungă de timp.

La început, tabelele prusace au oferit o precizie ceva mai mare. Acest lucru a fost explicat, însă, nu doar prin introducerea principiului heliocentric. Cert este că Copernic a folosit un aparat matematic mai avansat pentru calculele sale. Cu toate acestea, „Tabelele prusace” s-au îndepărtat curând și de datele obținute în timpul observațiilor.

Atitudinea entuziastă față de teoria propusă de Copernic a lăsat treptat locul dezamăgirii în ea în rândul celor care se așteptau să primească un efect practic imediat. Timp de mai bine de o jumătate de secol, de la apariția sistemului copernican și până la descoperirea lui Galileo în 1616, nu a existat nicio dovadă directă că planetele se mișcă în jurul Soarelui. Astfel, adevărul noului sistem nu a fost confirmat de observații. Care a fost adevărata putere și atractivitate a teoriei copernicane, care a provocat o adevărată revoluție în știința naturii?

Copernic și cosmologia aristotelică

După cum știți, orice lucru nou apare pe baza vechiului. În acest sens, Copernic nu a făcut excepție. Cel care a creat sistemul heliocentric al lumii a împărtășit multe dintre prevederile cosmologiei aristotelice. De exemplu, Universul i s-a părut un spațiu închis, care este limitat de o sferă specială de stele fixe. Copernic nu s-a abătut de la dogma aristotelică și, în conformitate cu aceasta, mișcările corpurilor cerești sunt întotdeauna circulare și uniforme. Copernic a fost chiar mai conservator în această privință decât Ptolemeu. Acesta din urmă a introdus conceptul de equant și nu a negat posibilitatea existenței mișcare neuniformă corpuri cerești

Principala realizare a lui Copernic

Meritul lui Copernic a fost că, spre deosebire de predecesorii săi, a încercat să creeze o teorie planetară care se distingea prin armonie logică și simplitate. Omul de știință a văzut în lipsa de consistență, armonie și simplitate inconsecvența fundamentală a sistemului propus de Ptolemeu. Îi lipsea un singur principiu de bază care să explice tiparele de mișcare ale diferitelor corpuri cerești.

Semnificația revoluționară a principiului propus de Copernic a fost cea introdusă de Nicolae sistem unificat mișcările tuturor planetelor, au explicat multe efecte anterior de neînțeles pentru oamenii de știință. De exemplu, folosind ideea mișcărilor zilnice și anuale ale planetei noastre, el a explicat principalele trăsături ale unor astfel de mișcări complexe ale corpurilor cerești, cum ar fi bucle, mișcări în picioare și retrograde. Sistemul copernican a făcut posibilă înțelegerea de ce are loc mișcarea zilnică a cerului. De acum înainte, mișcările în formă de buclă ale planetelor s-au explicat prin faptul că au avut un ciclu de un an.

Abatere de la traditia scolastica

Teoria lui Copernic a determinat aspectul noua tehnica cunoaşterea naturii bazată pe o abordare ştiinţifică. Conform tradiției scolastice, la care au aderat predecesorii săi, pentru a cunoaște esența unui obiect, nu este nevoie să-i studiem în detaliu latura exterioară. Scolasticii credeau că esența poate fi înțeleasă direct de rațiune. În schimb, Copernic a arătat că poate fi înțeles doar după un studiu amănunțit al fenomenului în cauză, al contradicțiilor și tiparelor sale. Sistemul heliocentric al lumii lui N. Copernic a devenit un impuls puternic în dezvoltarea științei.

Cum a reacționat biserica la noua învățătură?

Biserica Catolică nu a dat la început de mare importanta doctrina propusă de Copernic. Dar când a devenit clar că submina fundamentele religiei, susținătorii ei au început să fie persecutați. Pentru răspândirea învățăturilor lui Copernic, Giordano Bruno, un gânditor italian, a fost ars pe rug. Disputa științifică dintre susținătorii lui Ptolemeu și Copernic s-a transformat într-o luptă între forțele reacționare și cele progresiste. Până la urmă, acesta din urmă a câștigat.

Molchanova M. (clasa a IX-a „B”)

Comparația sistemelor geocentrice și heliocentrice

Știința modernă a stabilit de mult timp că toate obiectele din Univers sunt în mișcare unele față de altele. Totuși, mai devreme, când astronomii nu aveau la dispoziție tehnologia pentru a stabili acest lucru cu siguranță, existau opinii diferite, uneori contradictorii, cu privire la mișcarea corpurilor cerești. Până la Renaștere, așa-zisul a domnit suprem. geocentric(Geo înseamnă „Pământ” în greacă) o imagine a lumii conform căreia poziția centrală în Univers este ocupată de Pământul staționar, în jurul căruia se învârt Soarele, Luna, planetele și stelele.

Din cele mai vechi timpuri, Pământul a fost considerat centrul universului. În acest caz, s-a presupus prezența unei axe centrale a Universului și asimetria „sus-jos”. Pământul a fost împiedicat să cadă printr-un anumit suport, care în civilizațiile timpurii se credea a fi un fel de animal sau animale mitice uriașe (broaște țestoase, elefanți, balene). „Părintele filosofiei” Thales din Milet a văzut un obiect natural - oceanul lumii - ca acest suport. Anaximandru din Milet a sugerat că Universul este simetric central și nu are nicio direcție distinctă. Prin urmare, Pământul, situat în centrul Cosmosului, nu are niciun motiv să se miște în nicio direcție, adică se odihnește liber în centrul Universului fără suport. Elevul lui Anaximandru, Anaximenes, nu și-a urmat profesorul, crezând că Pământul a fost împiedicat să cadă prin aer comprimat. Anaxagoras era de aceeași părere. Anaximandru considera că Pământul are forma unui cilindru mic, cu o înălțime de trei ori mai mică decât diametrul bazei. Anaximenes, Anaxagoras, Leucip credeau că Pământul este plat, ca un blat de masă. Un pas fundamental nou a fost făcut de Pitagora, care a sugerat că Pământul are forma unei mingi. În aceasta a fost urmat nu numai de pitagoreici, ci și de Parmenide, Platon și Aristotel. Așa a apărut forma canonică a sistemului geocentric, dezvoltată ulterior în mod activ de astronomii greci antici: Pământul sferic este situat în centrul Universului sferic; Mișcarea zilnică vizibilă a corpurilor cerești este o reflectare a rotației Cosmosului în jurul axei lumii. În ceea ce privește ordinea luminilor, Anaximandru a considerat stelele situate cel mai aproape de Pământ, urmate de Lună și Soare. Anaximenes a fost primul care a sugerat că stelele sunt obiectele cele mai îndepărtate de Pământ, fixate pe învelișul exterior al Cosmosului. Aristotel credea că nu există nimic deasupra sferei stelelor fixe, nici măcar spațiul, în timp ce stoicii susțineau că lumea noastră este scufundată într-un spațiu gol nesfârșit; atomiștii, după Democrit, credeau că dincolo de lumea noastră (limitată de sfera stelelor fixe) există și alte lumi.

Principalul „creator” al geocentrismului este considerat a fi vechiul astronom roman Claudius Ptolemeu(c. 87-165). În lucrarea sa principală, „Marea construcție”, cunoscută și sub numele arab de „Almagest”, el a subliniat colecția de cunoștințe astronomice din Grecia antică și Babilon.

În timpul revoluției științifice din secolele XVII-XVIII. s-a dovedit că geocentrismul este incompatibil cu faptele astronomice și contrazice teoria fizică; Sistemul heliocentric al lumii s-a impus treptat. Principalele evenimente care au dus la abandonarea sistemului geocentric au fost crearea teoriei heliocentrice a mișcărilor planetare de către Copernic, descoperirile telescopice ale lui Galileo, descoperirea legilor lui Kepler și, cel mai important, crearea mecanicii clasice și descoperirea legea gravitației universale de către Newton. Acesta a fost un pas important spre înțelegerea de către umanitate a adevăratei imagini a universului.

Heliocentric sistem mondial – ideea că Soarele este corpul ceresc central în jurul căruia se învârte Pământul și alte planete. Ideea sa a apărut în antichitate, dar s-a răspândit abia de la sfârșitul Renașterii. În acest sistem, se presupune că Pământul se învârte în jurul Soarelui într-un an sideral și în jurul axei sale într-o zi sideral. Consecința celei de-a doua mișcări este rotația aparentă a sferei cerești, prima este mișcarea Soarelui între stele de-a lungul eclipticii (un cerc mare al sferei cerești de-a lungul căruia are loc mișcarea anuală vizibilă a Soarelui). În acest caz, Soarele este considerat nemișcat în raport cu stele.

Ideea mișcării Pământului a apărut în antichitate printre reprezentanții școlii pitagoreice. În Evul Mediu, sistemul heliocentric al lumii a fost practic uitat. În acest moment, tendința dominantă era lectura literală a textelor biblice, conform căreia, printre alte corpuri cerești, Pământul este creația principală a lui Dumnezeu și, prin urmare, se află în centrul universului, iar toate celelalte se învârt în jurul lui. Această viziune asupra lumii a fost susținută de o imagine vizibilă: direct de pe suprafața planetei, mișcarea ei este imperceptibilă, în timp ce Soarele, Luna și stelele, precum norii, „se mișcă” pe cer.

La începutul Renașterii, mobilitatea Pământului a fost afirmată de Nicolae de Cusa, dar raționamentul său era pur filozofic, fără legătură cu explicarea unor fenomene astronomice specifice. Leonardo da Vinci a vorbit și el destul de neclar despre acest subiect. În 1450, a apărut o traducere în latină a Psammitului lui Arhimede, care menționează sistemul heliocentric al lui Aristarh de Samos. Cel mai important astronom european al Renașterii, Regiomontanus, cunoștea bine această lucrare. Într-o corespondență privată, el a menționat că „mișcarea stelelor trebuie să sufere modificări minuscule din cauza mișcării Pământului”. Cu toate acestea, în lucrările sale publicate, Regiomontanus a rămas geocentrist. Mișcarea Pământului a fost menționată și la începutul secolelor al XV-lea și al XVI-lea. În 1499, această ipoteză a fost discutată de profesorul italian Francesco Capuano, care se referea nu numai la mișcarea de rotație, ci și la mișcarea de translație a Pământului (fără a preciza centrul de mișcare). În 1501, umanistul italian Giorgio Valla s-a referit la doctrina pitagoreică a mișcării Pământului în jurul unui foc central și a susținut că Mercur și Venus se învârte în jurul Soarelui.

Heliocentrismul a fost reînviat în cele din urmă abia în secolul al XVI-lea, când astronomul polonez Nicolaus Copernic (1473-1543) a dezvoltat teoria mișcării planetare în jurul Soarelui bazată pe principiul pitagoreic al mișcării circulare uniforme. El a publicat rezultatele muncii sale în cartea „On the Rotations of the Celestial Spheres”, publicată în 1543. Copernic credea că Pământul face o mișcare triplă: 1. Rotație în jurul unei axe cu o perioadă de o zi, consecința a care este rotația zilnică a sferei cerești; 2. Mișcare în jurul Soarelui cu o perioadă de un an, ducând la mișcări retrograde ale planetelor; 3. Așa-numita mișcare de declinare cu o perioadă tot de aproximativ un an, ceea ce duce la faptul că axa Pământului se mișcă aproximativ paralel cu sine. Ulterior, ideile lui Coprnicus au fost susținute și dezvoltate de alți mari oameni de știință Giordano Bruno, Johannes Kepler, Galileo Galilei și Rene Descartes. Cu toate acestea, din cercurile conservatoare (în primul rând bisericești), heliocentrismul a experimentat o presiune serioasă. Oamenii de știință care au susținut noile tendințe în astronomie au fost supuși represiunii. În special, Giordano Bruno a murit pe rug, iar bătrânul Galileo a fost judecat de un tribunal bisericesc și i-a salvat viața doar făcându-și renunțarea la convingerile sale. Atât bisericile protestante, cât și cele ortodoxe au fost, de asemenea, oponenți ai heliocentrismului.

Clerul Bisericii Ortodoxe Ruse a criticat sistemul heliocentric al lumii până la începutul secolului al XX-lea. Până în 1815, odată cu aprobarea cenzurii, a fost publicat un manual școlar în care sistemul heliocentric era numit „sistem filosofic fals” și „opinie scandaloasă”. Episcopul Ural Arsenie, într-o scrisoare din 21 martie 1908, îi sfătuia pe profesori, atunci când prezentau studenților sistemul copernican, să nu-i dea „dreptate necondiționată”, ci să-l învețe „ca un fel de fabulă”. Ultima lucrare în care sistemul heliocentric a fost criticat a fost cartea preotului Iov Nemțev, publicată în 1914. El a susținut că „cercul pământului este nemișcat, dar soarele se mișcă” și și-a justificat afirmațiile cu ajutorul citatelor din Biblie.

Cu toate acestea, chiar și astăzi oamenii analfabeti sunt supuși unor concepții greșite antice. Potrivit unui sondaj realizat în 2011 de Centrul All-Russian pentru Studiul Opiniei Publice (VTsIOM), 32% dintre ruși sunt de acord că Soarele se învârte în jurul Pământului.

Între timp, trebuie să ne amintim că sistemul heliocentric al lumii nu este complet adevărat. La urma urmei, Soarele nu este centrul universului. Este doar una dintre multe miliarde de stele din galaxia noastră, vizibile de pe pământ ca de profil (așa-numita „Calea Lactee”) și, de asemenea, se mișcă de-a lungul uriașei sale orbite. Galaxia noastră este una dintre numeroasele galaxii din Univers, determinarea limitelor cărora nu este scopul acestui mesaj.

În pregătirea acestui mesaj am folosit: Eremeeva A.I., Tsitsin F.A. History of astronomy. M.: Editura Universității de Stat din Moscova, 1989; precum și date de pe Internet.

Ideea că Soarele este corpul ceresc central în jurul căruia orbitează Pământul și alte planete. Opusul sistemului mondial geocentric. Ea își are originea în antichitate, dar s-a răspândit încă de la sfârșitul Renașterii.

În acest sistem, se presupune că Pământul se învârte în jurul Soarelui într-un an sideral și în jurul axei sale într-o zi sideral. Consecința celei de-a doua mișcări este rotația aparentă a sferei cerești, prima este mișcarea Soarelui printre stele de-a lungul eclipticii.

SCENOGRAPHIA SYSTEMATIS COPERNICANI - Scenografia sistemului lumii copernican

Configurații planetare:

Planetele exterioare și interioare

Planetele sistem solar sunt împărțite în două tipuri: interne (Mercur și Venus), observate doar la distanțe relativ mici de Soare, și externe (toate celelalte), care pot fi observate la orice distanță. În sistemul heliocentric, această diferență se datorează faptului că orbitele lui Mercur și Venus sunt întotdeauna în interiorul orbitei Pământului (a treia planetă de la Soare), în timp ce orbitele celorlalte planete sunt în afara orbitei Pământului. .

Mișcări retrograde

Mișcările retrograde ale planetelor (observate mai ales în mod clar la planetele exterioare), care au reprezentat principalul mister al astronomiei încă din cele mai vechi timpuri, în sistemul heliocentric se explică prin faptul că vitezele unghiulare ale planetelor scad odată cu creșterea distanței față de Soare. Ca rezultat, atunci când o planetă este observată în aceeași parte a cerului cu Soarele, aceasta face o mișcare aparentă în raport cu stele în aceeași direcție (directă) ca Soarele: de la vest la est. Cu toate acestea, atunci când Pământul trece între Soare și planetă, pare să fie înaintea planetei, drept urmare aceasta din urmă se mișcă pe fundalul stelelor în direcția opusă, de la est la vest. Rezultă că planetele fac mișcări retrograde în apropierea opozițiilor, atunci când planetele sunt cel mai aproape de Pământ și, ca urmare, sunt cele mai strălucitoare când sunt observate de pe Pământ.

Relația dintre perioadele sinodice și siderale de revoluții ale planetelor; perioade babiloniene

În sistemul heliocentric, se stabilește următoarea relație între perioadele sinodice S și T siderale de revoluții ale planetelor exterioare:

,

unde Y este durata anului (sideral) al pământului. De aici rezultă relațiile obținute empiric de astronomii Babilonului Antic (așa-numitele perioade anuale țintă): dacă planeta exterioară face n rotații complete de-a lungul eclipticii (față de stele) în m ani, atunci în acest timp k = Trec m - n perioade sinodice ale acestei planete (k , m, n - numere întregi).

De exemplu, pentru Marte k = 37, m = 79, n = 42, pentru Jupiter k = 76, m = 83, n = 7, pentru Saturn k = 57, m = 59, n = 2.

Din punctul de vedere al sistemului geocentric, aceste relații sunt un mister. Dar ele decurg automat din formula de mai sus, obținută în cadrul heliocentrismului, deoarece prin definiție mY = kS (m este numărul întreg de ani Pământeni în timpul cărora planeta face n revoluții întregi de-a lungul eclipticii) și valorile lui k , m și n sunt invers proporționale, respectiv valorile S, Y și T.

Distanțele până la planete

Dovezi empirice ale mișcării Pământului în jurul Soarelui

Toate cele de mai sus se aplică nu numai sistemului heliocentric, ci și unui sistem combinat (cum ar fi sistemul lui Tycho Brahe), în care toate planetele se învârt în jurul Soarelui, care, la rândul său, se mișcă în jurul Pământului. Există totuși dovezi că Pământul se mișcă în jurul Soarelui.

Chiar și în antichitate se știa că mișcarea de translație a Pământului ar trebui să conducă la deplasarea paralactică a stelelor. Datorită îndepărtării stelelor, paralaxele au fost descoperite pentru prima dată abia în secolul al XIX-lea (aproape simultan de V. Ya. Struve, F. Bessel și T. Henderson), ceea ce a fost o dovadă directă (și mult așteptată) a mișcării Pământului. în jurul Soarelui.

Mișcările retrograde ale planetelor apar din același motiv ca și paralaxele anuale ale stelelor; ele pot fi numite paralaxele anuale ale planetelor.

Aberația luminii stelelor

Datorită adăugării vectoriale a vitezei luminii și a vitezei orbitale a Pământului, la observarea stelelor, telescopul trebuie să fie înclinat față de linia Pământ-stea. Acest fenomen (aberație luminoasă) a fost descoperit și explicat corect în 1728 de James Bradley, care căuta paralaxele anuale. Aberația luminii s-a dovedit a fi prima confirmare observațională a mișcării Pământului în jurul Soarelui și, în același timp, a doua dovadă a caracterului finit al vitezei luminii (după explicația lui Roemer despre neregularitatea mișcării sateliților lui Jupiter). Spre deosebire de paralaxă, unghiul de aberație nu depinde de distanța de la stea și este în întregime determinat de viteza orbitală a Pământului. Pentru toate stele este egal cu aceeași valoare: 18”.

Datorită mișcării orbitale a Pământului, fiecare stea situată în apropierea planului ecliptic fie se apropie, fie se îndepărtează de Pământ, ceea ce poate fi detectat cu ajutorul observațiilor spectrale (efectul Doppler). Un efect similar este observat pentru temperatura radiației cosmice de fond cu microunde.

Variația anuală a vitezelor radiale ale stelelor

Istoria sistemului heliocentric

Heliocentrismul în Grecia Antică

Ideea mișcării Pământului a apărut în cadrul școlii pitagoreice. Pitagoreeanul Philolaus din Croton a promulgat un sistem al lumii în care Pământul este una dintre planete; totuși, până acum am vorbit despre rotația sa (pe zi) în jurul Focului Central mistic, și nu a Soarelui. Aristotel a respins acest sistem, printre altele, pentru că a prezis deplasarea paralactică a stelelor.

Mai puțin speculativă a fost ipoteza lui Heraclides din Pont, conform căreia Pământul se rotește zilnic în jurul axei sale. În plus, Heraclides a sugerat că Mercur și Venus se învârt în jurul Soarelui și numai odată cu acesta în jurul Pământului. Poate că și Arhimede a avut această opinie, crezând că Marte se învârte și în jurul Soarelui, a cărui orbită în acest caz ar fi trebuit să îmbrățișeze Pământul și să nu circule între acesta și Soare, ca în cazul lui Mercur și Venus. Există motive să credem că Heraclides avea o teorie conform căreia Pământul, Soarele și planetele se învârt în jurul unui punct - centrul sistemului planetar. Potrivit lui Teofrast, Platon, în anii săi de declin, a regretat că a dat Pământului un loc central în Univers care nu era potrivit pentru el.

Un sistem cu adevărat heliocentric a fost propus la începutul secolului al III-lea î.Hr. e. Aristarh din Samos. Informații limitate despre ipoteza lui Aristarh au ajuns la noi prin lucrările lui Arhimede, Plutarh și alți autori. De obicei se crede că Aristarh a ajuns la heliocentrism pe baza faptului că a stabilit că Soarele este mult mai mare ca dimensiune decât Pământul (singura lucrare a unui om de știință care a ajuns până la noi este dedicată calculării dimensiunilor relative ale Pământului). , Luna și Soare). Era firesc să presupunem că corpul mai mic se învârte în jurul celui mai mare și nu invers. Măsura în care a fost dezvoltată ipoteza lui Aristarh este necunoscută, dar Aristarh a ajuns la o concluzie importantă că, în comparație cu distanțele până la stele, orbita pământului este un punct, deoarece altfel ar fi trebuit observate paralaxele anuale ale stelelor (în urma lui Aristarh, Arhimede a acceptat și o astfel de evaluare a distanțelor până la stele). Filosoful Cleanthes a cerut ca Aristarh să fie judecat pentru că a mutat Pământul („Vatra lumii”).

Heliocentrismul a făcut posibilă rezolvarea principalelor probleme cu care se confrunta astronomia greacă antică, deoarece acestea erau dominante la începutul secolului al III-lea î.Hr. e. vederile geocentrice erau în mod clar într-o stare de criză. Cea mai răspândită versiune a geocentrismului la acea vreme, teoria sferelor homocentrice ale lui Eudoxus, Calipus și Aristotel, nu a putut explica schimbarea luminozității aparente a planetelor și mărimea aparentă a Lunii, pe care grecii le-au asociat corect cu schimbările. în depărtare de aceste corpuri cereşti. Sistemul heliocentric a explicat cu ușurință mișcările retrograde ale planetelor. De asemenea, a făcut posibilă stabilirea ordinii luminilor. Grecii au postulat o relație între apropierea unui corp ceresc de „sfera stelelor fixe” și perioada siderale a mișcării acestuia: astfel, Saturn care se mișcă cea mai lentă era considerat cel mai îndepărtat de noi, urmat (în ordinea apropierii de Pământ. ) de Jupiter și Marte; Luna s-a dovedit a fi corpul ceresc cel mai apropiat de Pământ. Dificultățile acestei scheme au fost asociate cu Soarele, Mercur și Venus, deoarece toate aceste corpuri aveau aceleași perioade siderale (în sensul folosit în astronomia antică), egale cu un an. Această dificultate a fost ușor de rezolvat în sistemul heliocentric, unde un an s-a dovedit a fi egal cu perioada de mișcare a Pământului; în același timp, perioadele de mișcare (acum - revoluție în jurul Soarelui) ale lui Mercur și Venus erau în aceeași ordine cu distanțele lor până la noul centru al lumii, care putea fi stabilită în modul descris mai sus.

Dintre susținătorii direcți ai ipotezei lui Aristarh, sunt menționați doar babilonienii Seleucus (prima jumătate a secolului al II-lea î.Hr.). Din aceasta se concluzionează de obicei că heliocentrismul nu a avut alți susținători, adică nu a fost acceptat de știința elenă. Cu toate acestea, însăși mențiunea lui Seleucus ca adept al lui Aristarh este foarte semnificativă, deoarece înseamnă pătrunderea heliocentrismului chiar și pe malurile Tigrului și Eufratului, ceea ce în sine indică popularitatea larg răspândită a ideii de mișcare. al Pamantului. Mai mult, Sextus Empiricus îi menționează pe adepții lui Aristarh la plural. O revizuire destul de favorabilă a ipotezei lui Aristarh din Psammitus al lui Arhimede (sursa principală a informațiilor noastre despre această ipoteză) sugerează că Arhimede cel puțin nu a exclus această ipoteză. O serie de autori au susținut prevalența pe scară largă a heliocentrismului în antichitate. Este posibil, în special, ca teoria geocentrică a mișcării planetare expusă în Almagestul lui Ptolemeu să fie un sistem heliocentric revizuit. Matematicianul italian Lucio Russo a oferit o serie de dovezi despre dezvoltarea în epoca elenistică a dinamicii sistemului heliocentric bazată pe o înțelegere generală a legii inerției și a atracției planetelor către Soare.

Cu toate acestea, heliocentrismul a fost în cele din urmă abandonat de greci. Motivul principal poate fi criza generală a științei care a început după secolul al II-lea î.Hr. e. Astrologia ia locul astronomiei. Filosofia este dominată de misticism sau dogmatism religios de-a dreptul: stoicism, mai târziu neopitagorismul și neoplatonismul. Pe de altă parte, acele puține școli filozofice care profesează în general raționalismul (epicureenii, scepticii) au un lucru în comun: neîncrederea în posibilitatea cunoașterii naturii. Astfel, epicurienii, chiar și după Aristotel și Aristarh, au considerat imposibil să se determine adevărata cauză a fazelor Lunii și au considerat că Pământul este plat. Într-o astfel de atmosferă, acuzațiile religioase precum cele aduse lui Aristarh ar putea duce la faptul că astronomii și fizicienii, chiar dacă erau susținători ai heliocentrismului, încercau să se abțină de la a-și publica public opiniile, ceea ce ar putea duce în cele din urmă la uitarea lor.

Pentru argumentele științifice în favoarea imobilității și centralității Pământului prezentate de astronomii greci antici, vezi articolul Sistemul geocentric al lumii.

După secolul al II-lea d.Hr e. În lumea elenistică, geocentrismul a fost ferm stabilit, bazat pe filosofia lui Aristotel și teoria planetară a lui Ptolemeu, în care mișcarea în formă de buclă a planetelor a fost explicată folosind o combinație de deferenti și epicicluri. Fundamentul „fizic” al teoriei lui Ptolemeu a fost teoria aristotelică a sferelor cerești de cristal care transportau planetele. O caracteristică esențială a învățăturii lui Aristotel a fost contrastul puternic dintre lumile „supralunare” și „sublunare”. Lumea supralunară (de unde aparțineau toate corpurile cerești) era considerată o lume ideală, nesupusă niciunei modificări. Dimpotrivă, tot ceea ce se afla în regiunea sublunară, inclusiv Pământul, a fost considerat supus schimbării constante și corupției.

O caracteristică esențială a teoriei lui Ptolemeu a fost o respingere parțială a principiului uniformității mișcărilor cosmice: centrul epiciclului se mișcă de-a lungul deferentului cu o viteză variabilă, deși viteza unghiulară atunci când este observată dintr-un punct special situat excentric (ecuant) a fost considerată. neschimbat.

Evul mediu

Sistemul heliocentric a fost aproape uitat în Evul Mediu. Cu toate acestea, o serie de autori antichi târzii și medievali timpurii (inclusiv Martian Capella, Eriugena), împărtășind opinia că Soarele se învârte în jurul unui Pământ staționar, au presupus că Mercur și Venus se învârt în jurul Soarelui, fiind sateliții săi.

O serie de cercetători găsesc urme de heliocentrism în unele teorii planetare indiene. În prezent, punctul de vedere dominant este că aceste teorii își au originea în astronomia greacă pre-ptolemaică. Potrivit lui Van der Waerden, grecii aveau o teorie heliocentrică, dezvoltată până la punctul de a putea precalcula efemeridele, care apoi a fost dezvoltată într-o teorie geocentrică în același mod în care a făcut Tycho Brahe cu teoria copernicană. Această teorie revizuită trebuie să fie inevitabil o teorie a epiciclurilor, deoarece în cadrul de referință asociat Pământului, mișcarea planetelor are loc în mod obiectiv conform unei combinații de mișcări de-a lungul deferentului și epiciclului. În plus, potrivit lui van der Waerden, această teorie a pătruns în India. El vede următoarele dovezi ale heliocentrismului care stau la baza teoriilor mișcării planetare ale marelui astronom indian Aryabhata (secolul al V-lea d.Hr.):

1. Aryabhata considera că Pământul se rotește în jurul unei axe. Într-un sistem pur geocentric nu este nevoie de acest lucru, deoarece rotația zilnică a Pământului nu simplifică în niciun fel sistemul mondial. Dimpotrivă, într-un sistem heliocentric această rotație este necesară. Trecând de la heliocentrism la geocentrism, rotația axială a Pământului poate fi fie reținută, fie eliminată, în funcție de părerile personale ale cercetătorului.

2. Într-una dintre teoriile lui Aryabhata (așa-numitul „sistem de la miezul nopții”) parametrii Venusului deferent coincid exact cu parametrii orbitei geocentrice a Soarelui. Este așa cum ar trebui să fie într-un sistem heliocentric, deoarece ambele curbe sunt de fapt o reflectare a orbitei Pământului în jurul Soarelui.

3. Printre parametrii teoriilor sale planetare, Aryabhata citează perioadele heliocentrice de mișcare ale planetelor, inclusiv Mercur și Venus.

Aryabhata însuși și astronomii de mai târziu ar putea să nu fi știut despre baza heliocentrică a acestei teorii. Ulterior, potrivit lui van der Waerden, această teorie a fost transmisă astronomilor musulmani, care au compilat „Tabelele Shah” - efemeride ale planetelor folosite pentru predicții astrologice.

Al-Biruni a vorbit cu simpatie despre presupunerea lui Aryabhata despre rotația zilnică a Pământului. Dar el însuși, se pare, s-a înclinat în cele din urmă spre imobilitatea Pământului.

O serie de astronomi din Orientul musulman au discutat teorii alternative ale mișcării planetare la cea ptolemeică. Obiectul principal al criticii lor a fost însă equantul, și nu geocentrismul. Unii dintre acești savanți (de exemplu, Nasir ad-Din al-Tusi) au criticat și argumentele empirice ale lui Ptolemeu pentru imobilitatea Pământului, considerându-le inadecvate. Dar, în același timp, au rămas susținători ai imobilității Pământului, deoarece aceasta era în concordanță cu filosofia lui Aristotel. Excepție este al-Kushchi, care a respins filosofia lui Aristotel și a considerat că rotația Pământului este posibilă din punct de vedere fizic.

În Europa, posibilitatea mișcării Pământului a fost discutată pe larg de reprezentanții Școlii din Paris în secolul al XIV-lea (Jean Buridan, Albert de Saxonia, Nicholas Oresme). Totuși, vorbeam doar despre rotația axială. Deși în timpul acestor discuții o serie de argumente au fost respinse de oponenții mobilității Pământului, verdictul final a fost în favoarea imobilității acestuia.

Renaștere: Copernic și copernicanii

La începutul Renașterii, mobilitatea Pământului (mai mult, mișcarea sa înainte) a fost afirmată de Nikolai Kuzansky, dar discuția sa a fost pur filozofică, fără legătură cu explicarea unor fenomene astronomice specifice. Leonardo da Vinci a vorbit și el destul de neclar despre acest subiect.

Centrul sistemului planetar nu era atât Soarele, cât centrul orbitei pământului;

Dintre toate planetele, Pământul a fost singurul care s-a mișcat uniform pe orbita sa, în timp ce viteza orbitală a celorlalte planete a variat, ceea ce Copernic a explicat printr-o combinație de mișcare în cercuri mari și mici.

Prima imagine tipărită a Sistemului Solar (pagina din cartea lui Copernic)

Cu toate acestea, li s-a dat un impuls pentru dezvoltarea în continuare a teoriei heliocentrice a mișcării planetare și a problemelor conexe de mecanică și cosmologie. Printre susținătorii heliocentrismului în secolul al XVI-lea s-au numărat astronomii Thomas Digges, Georg Joachim Rhetic, Christoph Rothmann și Michael Möstlin, fizicienii Giambatista Benedetti, William Gilbert și Simon Stevin, filozoful Giordano Bruno și preotul Diego de Zuniga. Pe de altă parte, un număr de astronomi care nu au acceptat heliocentrismul ca doctrină cosmologică au salutat respingerea equantului de către Copernic și au folosit în mod activ teoria mișcărilor planetare pentru a calcula efemeridele (școala Wittenberg). Printre aceștia se numără și Erasmus Reinholdt, care a alcătuit tabele planetare (tabelele prusace) bazate pe teoria copernicană.

Unii oameni de știință, respingând mișcarea de translație a Pământului, au acceptat rotația acestuia în jurul axei sale (de exemplu, Nicholas Reimers, cunoscut și sub numele de Ursus). Cei mai autoriți oponenți ai heliocentrismului în secolele XVI - începutul secolului al XVII-lea au fost astronomii Tycho Brahe și Christopher Clavius, matematicianul François Viète și filozoful Francis Bacon.

Kepler

„Semnele de naștere ale geocentrismului” păstrate de Copernic au fost descoperite de astronomul german Johannes Kepler. Încă din anii studenției (la sfârșitul secolului al XVI-lea), el era convins de validitatea heliocentrismului datorită capacității acestei doctrine de a oferi o explicație naturală pentru mișcarea retrogradă a planetelor și capacitatea de a calcula scara sistemul planetar pe baza lui. Timp de câțiva ani, Kepler a lucrat cu cel mai mare astronom observațional, Tycho Brahe, și ulterior și-a achiziționat arhiva de date observaționale. Pe parcursul analizei acestor date, arătând o intuiție fizică uimitoare, Kepler a ajuns la următoarele concluzii:

1. Orbita fiecăreia dintre planete este o curbă plată, iar planurile tuturor orbitelor planetare s-au intersectat în Soare. Aceasta însemna că Soarele se afla în centrul geometric al sistemului planetar, în timp ce pentru Copernic acesta era centrul orbitei pământului. Printre altele, acest lucru a făcut posibilă pentru prima dată explicarea mișcării planetelor perpendiculare pe planul ecliptic. Însuși conceptul de orbită, se pare, a fost introdus pentru prima dată de Kepler, deoarece Copernic credea că planetele au fost transferate folosind sfere solide, precum Aristotel.

2. Pământul se mișcă neuniform pe orbita sa. Astfel, pentru prima dată, Pământul a devenit egal în relație dinamică cu toate celelalte planete.

3. Fiecare planetă se mișcă de-a lungul unei elipse, la unul dintre focarele cărora se află Soarele (Prima lege a lui Kepler).

4 . Kepler a descoperit legea zonelor (legea lui Kepler II): un segment care leagă o planetă și Soarele descrie zone egale în perioade egale de timp. Deoarece distanța planetei față de Soare s-a schimbat și ea (conform primei legi), acest lucru a dus la o variabilitate a vitezei orbitei planetei. După ce și-a stabilit primele două legi, Kepler a abandonat pentru prima dată dogma mișcărilor circulare uniforme ale planetelor, care dominase mintea cercetătorilor încă din vremea lui Pitagora. Mai mult decât atât, spre deosebire de modelul equant, viteza planetei a variat în funcție de distanța de la Soare, și nu de un punct incorporal. Astfel, Soarele s-a dovedit a fi nu numai centrul geometric, ci și centrul dinamic al sistemului planetar.

5 . Kepler a derivat o lege matematică (legea a III-a a lui Kepler), care a raportat perioadele orbitale ale planetelor și dimensiunile orbitelor lor: pătratele perioadelor orbitale ale planetelor sunt legate de cuburile semi-axelor majore ale orbitelor lor. Pentru prima dată, regularitatea structurii sistemului planetar, a cărui existență era deja bănuită de grecii antici, a primit o formulare matematică.

Pe baza legile mișcării planetare pe care le-a descoperit, Kepler a întocmit tabele de mișcări planetare (Rudolfin Tables), care din punct de vedere al preciziei au depășit cu mult toate tabelele compilate anterior. Aceste tabele au fost rafinate în continuare de astronomul englez Jeremy Horrocks, care timp de mulți ani a fost singurul adept al lui Kepler. Lucrarea lui Kepler și Horrocks a fost dată nou standard acuratețea teoriilor planetare.

Galileo

Concomitent cu Kepler, la celălalt capăt al Europei, în Italia, a lucrat Galileo Galilei, care a oferit un suport dublu pentru teoria heliocentrică. În primul rând, cu ajutorul telescopului pe care l-a inventat, Galileo a făcut o serie de descoperiri care fie au confirmat indirect teoria lui Copernic, fie au scos pământul de sub picioarele oponenților săi - susținătorii lui Aristotel:

1. Suprafața Lunii nu este netedă, așa cum se potrivea unui corp ceresc în învățăturile lui Aristotel, ci are munți și depresiuni, ca Pământul. În plus, Galileo a explicat lumina cenușie a Lunii prin reflectarea luminii solare de către Pământ. Datorită acestui fapt, Pământul a devenit un corp asemănător cu Luna din toate punctele de vedere. Contradicția dintre pământesc și ceresc, postulată de Aristotel, a fost eliminată.

2. Cei patru sateliți ai lui Jupiter (numiți mai târziu lunile galileene). Astfel, el a respins afirmația potrivit căreia Pământul nu se poate învârti în jurul Soarelui, întrucât Luna însăși se învârte în jurul lui (o astfel de teză a fost adesea prezentată de oponenții lui Copernic): Jupiter a trebuit, evident, să se învârtească fie în jurul Pământului (ca și în cazul lui Ptolemeu și Aristotel), sau în jurul Soarelui (ca Aristarh și Copernic).

3. O schimbare în fazele lui Venus, care indică faptul că Venus orbitează în jurul Soarelui.

4 . Galileo a descoperit că Calea Lactee este alcătuită din cantitate mare stele invizibile cu ochiul liber. Această descoperire nu se încadra deloc în cosmologia lui Aristotel, dar era destul de compatibilă cu teoria copernicană, de la care urma distanța enormă a stelelor.

5 . Galileo a fost unul dintre primii care au descoperit pete solare. Observațiile pete l-au condus pe Galileo la concluzia că Soarele se rotește în jurul axei sale. Însăși existența petelor și variabilitatea lor constantă a respins teza lui Aristotel despre „perfecțiunea” cerului.

6. Galileo a arătat că dimensiunile aparente ale planetelor în diferite configurații (de exemplu, în opoziție și în conjuncție cu Soarele) se schimbă exact în același raport după cum reiese din teoria copernicană.

7. Dimpotrivă, la observarea stelelor printr-un telescop, dimensiunile lor aparente nu se modifică. Această concluzie a respins unele dintre argumentele oponenților heliocentrismului (vezi mai jos).

A doua direcție a activității lui Galileo a fost stabilirea de noi legi ale dinamicii. El a descoperit inerția și principiul relativității, care a făcut posibilă eliminarea obiecțiilor tradiționale ale oponenților heliocentrismului: dacă Pământul se mișcă, de ce nu îl observăm?

Controversa științifică în jurul heliocentrismului

Oponenții teoriei heliocentrice au avut două tipuri de argumente.

(A) Împotriva rotației Pământului în jurul propriei axe. Oamenii de știință din secolul al XVI-lea puteau deja estima viteza liniară de rotație: aproximativ 800 m/sec la ecuator.

Rotindu-se, Pământul ar experimenta forțe centrifuge colosale care l-ar rupe inevitabil.
- Dacă Pământul s-ar roti, toate obiectele luminoase de pe suprafața sa s-ar împrăștia în toate direcțiile Spațiului.
- Dacă Pământul s-ar roti, orice obiect aruncat s-ar abate spre vest, iar norii ar pluti, împreună cu Soarele, de la est la vest.
- Corpurile cerești se mișcă pentru că sunt formate din materie subțire fără greutate, dar ce forță poate face să se miște uriașul Pământ greu?

Aceste argumente și-au pierdut forța după crearea mecanicii clasice. Concepte fundamentale ale acestei științe, cum ar fi forța centrifugă, relativitatea, inerția au apărut în mare măsură în infirmarea acestor argumente ale geocentriștilor.

(B) Împotriva mișcării înainte a Pământului.

Absența paralaxelor anuale ale stelelor.

Pentru a respinge acest argument, heliocentriștii au trebuit să-și asume distanța enormă a stelelor. În liniște, Brahe a obiectat că în acest caz stelele se dovedesc a fi neobișnuit de mari, mai mari ca dimensiuni decât orbita lui Saturn. Această estimare a rezultat din determinarea lui a dimensiunilor unghiulare ale stelelor: el a presupus că diametrul aparent al stelelor de prima magnitudine este de aproximativ 2-3 minute arc. Acest argument a fost respins în mare măsură de Galileo, care a concluzionat că atunci când stelele sunt observate printr-un telescop, dimensiunea lor aparentă nu se schimbă, prin urmare, estimarea lui Brahe a dimensiunilor unghiulare ale stelelor este foarte exagerată.

Precizie scăzută a tabelelor prusace în comparație cu cele alfonsiniene, bazate pe teoria lui Ptolemeu.

Acest argument și-a pierdut relevanța după ce Kepler a publicat Tabelele Rudolphin.

Sistemul heliocentric al lumii (din Selenografia de John Hevelius, 1647)

In afara de asta, Tycho Brahe a considerat absența mișcărilor retrograde ale cometelor, care ar fi trebuit observate dacă ar fi orbită în jurul Soarelui, drept un argument împotriva heliocentrismului. Și chiar sunt observate, ca în secolul al XVI-lea. nu era încă cunoscut. Între timp, începând de la sfârșitul secolului al XVI-lea. Sistemul combinat al lui Tycho Brahe (în esență o formă modernizată de teorie geocentrică) devine principalul concurent al heliocentrismului. Chiar și în 1651, cosmografia lui Tycho Brahe a fost conturată în „Noul Almagest” de către astronomul iezuit G. Riccioli (ceea ce nu l-a împiedicat să numească unul dintre cele mai vizibile cratere lunare după Copernic).

Mulți oameni de știință până la sfârșitul secolului al XVII-lea au refuzat pur și simplu să facă o alegere între aceste ipoteze, subliniind că din punct de vedere observațional sistemele heliocentrice și combinate erau echivalente; Desigur, rămânând în acest punct de vedere, a fost imposibil să se dezvolte dinamica sistemului planetar. Printre susținătorii acestui punct de vedere „pozitivist” s-au numărat Giovanni Domenico Cassini, Ole Roemer, Blaise Pascal. Au existat și oponenți hotărâți ai heliocentrismului, printre care s-a remarcat Riccioli, autorul lucrării „Noul Almagest”, publicată în 1651, unde a enumerat și a discutat 49 de dovezi în favoarea lui Copernic și 77 împotriva lui.

În mod ciudat, nici măcar acuratețea fenomenală a teoriei lui Kepler nu i-a convins pe sceptici, care au subliniat că o precizie comparabilă și chiar mai mare ar putea fi obținută folosind metode tradiționale - combinații de mișcări de-a lungul epiciclurilor și deferente. Au fost și oameni de știință care, deși acceptau heliocentrismul în general, au refuzat să accepte teoria lui Kepler - de exemplu, Galileo.

Trebuie adăugat că, în disputele cu geocentriștii, susținătorii lui Aristarh și Copernic nu erau în niciun caz pe picior de egalitate, întrucât primii aveau de partea lor o asemenea autoritate precum Biserica (mai ales în țările catolice).

Heliocentrism și religie

Geocentriștii (inclusiv astronomii Tycho Brahe și Christopher Clavius) au folosit și argumente neștiințifice, inclusiv cele pur religioase, pentru a-și susține poziția. Chiar și în timpul vieții lui Copernic, liderii protestanți Luther, Melanchthon și Calvin s-au pronunțat împotriva heliocentrismului, declarând că această învățătură contrazice Sfintele Scripturi. La început, Biserica Catolică a reacționat la aceste dispute destul de indiferent și nici măcar fără o oarecare simpatie pentru sistem nou pace; se știe că Copernic nu a vrut la început să-și publice opera, dar a fost convins de preoții catolici cardinalul Nicholas Schomberg și episcopul Tiedemann Giese. Cu toate acestea, la începutul secolului al XVII-lea, dispozițiile au început să se schimbe. Încercările de a apăra heliocentrismul de acuzațiile de contradicție cu Scriptura au fost făcute de Galileo și de călugărul catolic Paolo Foscarini, dar în 1616 Biserica Catolică a declarat teoria heliocentrică eretică (rețineți că Aristarh a fost și el acuzat de impietate).

Fundamentaliştii religioşi şi-au susţinut punctul de vedere cu referiri la Biblie. Astfel, s-a indicat că Iosua a ordonat Soarelui să se oprească, și nu Pământului, prin urmare, Soarele a fost cel care s-a mișcat. Nu existau însă foarte multe astfel de locuri în Scriptură, dar spiritul general al heliocentrismului părea incompatibil cu creștinismul: Pământul este locul în care a avut loc drama Căderii și mântuirii și ar trebui să fie evidențiat în Univers, și nu doar una dintre planete.

În anii 20 ai secolului al XVII-lea, Galileo a considerat că situația se dezamorsează treptat și și-a publicat celebra lucrare „Dialoguri asupra celor mai importante două sisteme ale lumii, Ptolemaic și Copernican” (1632). Deși cenzura a permis publicarea „Dialogului”. ”, foarte curând Papa Urban al VIII-lea a considerat cartea eretică, iar Galileo a apărut în fața Inchiziției. În 1633 a fost forțat să renunțe public la opiniile sale.

Procesul lui Galileo a avut un impact extrem de negativ asupra dezvoltarea științei, și pe autoritatea Bisericii Catolice. Rene Descartes a fost forțat să refuze să-și publice lucrarea despre sistemul lumii. Mulți savanți s-au abținut de la a-și exprima opiniile reale de teama persecuției de către Inchiziție, printre care probabil Giovanni Borelli și Pierre Gassendi. În Franța, însă, interzicerea sistemului heliocentric nu a fost ratificată și s-a răspândit treptat printre oamenii de știință; până la sfârșitul secolului al XVII-lea a fost susținut de majoritatea astronomilor. Situația era și mai liberală în țările protestante, în special în Marea Britanie.

In Rusia biserică ortodoxă a luptat împotriva sistemului heliocentric aproape tot secolul al XVIII-lea.

Heliocentrism și cosmologie

Una dintre obiecțiile la adresa heliocentrismului din secolele XVI-XVII. s-a luat în considerare absenţa paralaxelor anuale ale stelelor. Pentru a explica această contradicție, Copernic (ca mai devreme Aristarh) a presupus că orbita Pământului este un punct în comparație cu distanțele până la stele. Copernic a considerat Universul a fi nelimitat de mare, dar aparent finit; Soarele era situat în centrul său. Primul care, în cadrul heliocentrismului, a trecut la ideea de infinitatea Universului a fost astronomul englez Thomas Digges; el credea că în afara Sistemului Solar, Universul este umplut uniform cu stele, a căror natură nu a fost specificată. Universul, conform lui Digges, avea o structură eterogenă, Soarele a rămas în centrul lumii. Spațiul din afara sistemului solar este regiunea în care trăiesc îngerii; legile fizicii nu se aplică acolo. William Gilbert a avut o părere similară. Pasul decisiv de la heliocentrism la un Univers infinit plin uniform de stele a fost făcut de filozoful italian Giordano Bruno. Dintre toți gânditorii Noului Timp, el a fost primul care a sugerat că stelele sunt sori îndepărtați și că legi fizice sunt aceleași în spațiul infinit.

Kepler nu a fost de acord cu aceste opinii, care considerau stelele ca fiind obiecte autoluminoase, dar având o natură fundamental diferită de Soarele. El și-a imaginat Universul ca o minge de rază finită cu o cavitate în mijloc, unde se afla sistemul solar. Kepler a considerat că stratul sferic din afara acestei cavități este umplut cu stele. Unul dintre argumentele sale este un precursor direct al paradoxului fotometric. Dimpotrivă, Galileo, lăsând deschisă chestiunea infinitului Universului, considera stelele ca fiind sori îndepărtați. La mijlocul celei de-a doua jumătate a secolului al XVII-lea, aceste opinii au fost susținute de Rene Descartes, Otto von Guericke și Christian Huygens. Argumentul în favoarea acestui punct de vedere a fost că într-un sistem heliocentric stelele ar trebui să fie situate la distanțe semnificativ mai mari decât distanța de la Pământ la Soare, iar atunci când sunt observate de la astfel de distanțe, Soarele însuși ar trebui să arate ca o stea obișnuită. . Huygens a făcut prima încercare de a determina distanța până la o stea (Sirius) presupunând că luminozitatea acesteia era egală cu soarele. În același timp, mulți oameni de știință credeau că totalitatea stelelor ocupă doar o parte din spațiu, dincolo de care există gol. Cu toate acestea, la începutul secolului al XVIII-lea, Isaac Newton și Edmond Halley s-au pronunțat în favoarea umplerii uniforme a spațiului cu stele, deoarece dacă sistemul de stele ar fi finit, acestea ar cădea în mod inevitabil una peste alta sub influența forțelor gravitaționale reciproce. Astfel, Soarele, deși rămânea centrul sistemului planetar, a încetat să mai fie centrul lumii, toate punctele fiind în condiții egale.

Mecanica clasică și afirmarea heliocentrismului

Avansarea sistemului heliocentric a stimulat semnificativ dezvoltarea fizicii. În primul rând, a fost necesar să se răspundă la întrebarea de ce mișcarea Pământului nu este resimțită de oameni și nu se manifestă în experimentele pământești. Pe această cale au fost formulate principiile fundamentale ale mecanicii clasice: principiul relativității și principiul inerției; Nu este de mirare că acest subiect a fost discutat inițial de susținătorii heliocentrismului, printre care Digges, Bruno și mai ales Galileo; predecesorul lor a fost Nicholas Orem. Mai mult, pe baza acestor principii a fost necesar să se ofere o explicație dinamică a mișcărilor planetare. Acest lucru era practic imposibil de realizat în cadrul geocentrismului, deoarece, fără a recurge la sfere de cristal, era imposibil să se ofere o interpretare fizică a epiciclurilor ptolemeice. Dimpotrivă, în teoria heliocentrică calea studierii dinamicii sistemului planetar a fost deschisă imediat după publicarea legilor lui Kepler. Problema derivarii acestor legi bazate pe principiul inertiei si presupunerea existentei unei forte indreptate spre Soare a fost pusa se pare pentru prima data de Robert Hooke in anii '70 ai secolului al XVII-lea. Hooke a explicat mișcarea planetei ca o suprapunere a mișcării inerțiale (tangențială cu traiectoria) și cădere pe un centru gravitațional și a ghicit că forța gravitațională ar trebui să scadă invers proporțional cu pătratul distanței. Dar onoarea de a deduce legile lui Kepler din legea gravitației universale îi revine lui Isaac Newton, după publicarea „Principiilor matematice ale filosofiei naturale” în 1687, toate disputele despre sistemul lumii, care nu se potoliseră de un secol și un jumătate, și-au pierdut sensul. Soarele a ocupat ferm centrul sistemului planetar, regăsindu-se una dintre multele stele din Universul nesfârșit.

Semnificația heliocentrismului în istoria științei

Sistemul heliocentric al lumii, prezentat în secolul al III-lea î.Hr. e. Aristarh și reînviat în secolul al XVI-lea de către Copernic, a făcut posibilă stabilirea parametrilor sistemului planetar și descoperirea legile mișcărilor planetare. Fundamentarea heliocentrismului a necesitat crearea mecanicii clasice și a condus la descoperirea legii gravitației universale. Heliocentrismul a deschis calea către astronomia stelară (stelele sunt sori îndepărtați) și cosmologia Universului infinit. Conținutul principal al revoluției științifice din secolul al XVII-lea a fost instaurarea heliocentrismului.

Sursa: http://ru.wikipedia.org/

Astronomia în antichitate

Este greu de spus exact când a început astronomia: aproape nicio informație referitoare la timpurile preistorice nu a ajuns la noi. În acea eră îndepărtată, când oamenii erau complet neputincioși asupra naturii, a apărut o credință în puternice forțe supranaturale care se presupune că au creat lumea și o controlează. De multe secole, planetele au fost zeificate. Învățăm despre asta din miturile tuturor popoarelor lumii.

Primele idei despre univers erau foarte naive; erau strâns legate de credințele religioase, care se bazau pe împărțirea lumii în două părți - pământească și cerească. Dacă acum fiecare școlar știe că ea însăși este un corp ceresc, atunci mai devreme „pământesc” se opunea „ceresc”. Ei credeau că există un „firmament al cerului” de care erau atașate stelele, iar Pământul a fost luat ca centru fix al universului.

Sistemele geocentrice ale lumii

Ideea poziției centrale a Pământului în Univers a fost ulterior folosită de oamenii de știință din Grecia Antică ca bază pentru sistemele geocentrice ale lumii. Astfel, cel mai mare filozof și om de știință grec - enciclopedistul Aristotel (384 - 322 î.Hr.), care știa deja (din observațiile eclipselor de Lună) că Pământul are o formă sferică, credea că planeta este nemișcată. El a observat că dacă Pământul s-ar mișca, atunci această mișcare ar putea fi detectată de poziția stelelor pe cer - ele s-ar schimba. De fapt, astfel de deplasări aparente (sau paralactice) ale stelelor apar, dar din cauza distanței enorme a stelelor, aceste deplasări sunt neglijabile și au fost descoperite pentru prima dată abia în secolul al XIX-lea.

Realizări ale astronomiei antice în secolul al II-lea. n. e. rezumat de astronomul alexandrin Claudius Ptolemeu. El a dezvoltat un sistem geocentric al lumii, conform căruia Luna, Soarele și „sfera stelelor fixe” se mișcă în jurul Pământului nemișcat. Timp de multe secole, biserica a susținut un sistem geocentric al lumii, în care, la fel ca în învățătura bisericească, Pământului i s-a atribuit poziția de „centrul Universului”.

În ciuda faptului că sistemul lumii lui Ptolemeu se baza pe idei complet eronate despre structura Universului, el explica încă multe caracteristici ale mișcării vizibile a corpurilor cerești, și în special mișcarea sub formă de buclă a planetelor. Ptolemeu a realizat acest lucru considerând mișcarea fiecărei planete ca o combinație a mai multor mișcări uniforme. De exemplu, se credea că planeta nu se mișcă pur și simplu în jurul Pământului, ci se mișcă în jurul unui punct care se învârte în jurul Pământului. Tabelele întocmite de Ptolemeu au făcut posibilă determinarea în avans a poziției planetelor pe cer. Dar de-a lungul timpului, astronomii au descoperit o discrepanță între pozițiile observate ale planetelor și cele precalculate. Timp de secole s-a crezut că sistemul ptolemeic al lumii pur și simplu nu era suficient de perfect și, în încercarea de a-l îmbunătăți, au introdus noi și noi combinații de mișcări circulare pentru fiecare planetă.

Sistemul heliocentric al lumii

Marele astronom polonez Nicolaus Copernic (1473 - 1543) și-a schițat sistemul său de lume în cartea „Despre rotațiile sferelor cerești”, publicată în anul morții sale. Conform învăţăturii sale, centrul lumii nu este Pământ, și Soarele. Doar Luna se mișcă în jurul Pământului. Pământul însuși este a treia planetă cea mai îndepărtată de Soare și cea mai mare planeta cea mai apropiată de Pământ- Venus. Pământul se învârte în jurul Soarelui și se rotește pe axa lui. Dincolo de orbita Pământului se află orbitele lui Marte, Jupiter și Saturn. La o distanță foarte mare de Soare, Copernic a plasat „sfera stelelor fixe”.

Sistemul mondial propus de Copernic se numește heliocentric. El a explicat simplu și natural mișcarea în formă de buclă a planetelor prin faptul că observăm planetele care se învârt în jurul Soarelui nu de la Pământul în mișcare, ci de la Pământ, care se mișcă și în jurul Soarelui. Pentru prima dată în astronomie, Copernic nu numai că a dat diagrama corectă a structurii sistemului solar, dar a determinat și distanțele relative (în unități ale distanței Pământului față de Soare) ale planetelor față de Soare și a calculat perioada revoluției lor în jurul acesteia.

Învățăturile lui Copernic au dat o lovitură zdrobitoare sistemului geocentric al lumii. A depășit cu mult sfera științei astronomice, devenind un impuls puternic pentru dezvoltarea tuturor științelor naturale.

Formarea unei viziuni heliocentrice asupra lumii

Învățăturile lui Copernic nu au fost imediat recunoscute. Conform verdictului Inchiziției din 1600, remarcabilul filozof italian, adeptul lui Copernic Giordano Bruno (1548 - 1600) a fost ars la Roma. Bruno, dezvoltând învățăturile lui Copernic, a susținut că există și nu poate exista un centru în Univers, că Soare- acesta este doar centrul sistem solar. Și Pământul este o planetă din sistemul solar. El a exprimat, de asemenea, o presupunere strălucitoare că stelele sunt aceiași sori ca ai noștri, iar planetele se mișcă în jurul a nenumărate stele, dintre care multe susțin viața inteligentă. Nici tortura, nici focul Inchiziției nu au rupt voința lui Giordano Bruno și nu l-au forțat să renunțe la noua învățătură.

În 1609, Galileo Galilei (1564 - 1642) a îndreptat pentru prima dată un telescop către cer și a făcut descoperiri care au confirmat în mod clar învățăturile lui Copernic. Pe lună a văzut munți. Aceasta înseamnă că suprafața Lunii este într-o oarecare măsură similară cu cea a pământului și nu există nicio diferență fundamentală între „pământesc” și „ceresc”. Galileo a descoperit patru luni ale lui Jupiter. Mișcarea lor în jurul lui Jupiter a respins ideea eronată că numai Pământul poate fi centrul mișcării corpurilor cerești. Galileo a descoperit că Venus este un corp sferic care strălucește prin lumina soarelui reflectată. Studiind caracteristicile schimbării aspectului lui Venus, Galileo a ajuns la concluzia corectă că aceasta se mișcă nu în jurul Pământului, ci în jurul Soarelui. Pe Soare, care personifica „puritatea cerească”, Galileo a descoperit pete și, observându-le, a stabilit că Soarele se rotește în jurul axei sale. Aceasta înseamnă că diverse corpuri cerești, de exemplu Soarele, sunt caracterizate prin rotație axială. În cele din urmă, a descoperit că Calea Lactee este formată din multe stele slabe care nu sunt vizibile cu ochiul liber. În consecință, Universul este mult mai măreț decât se credea anterior și a fost extrem de naiv să presupunem că face o revoluție completă în jurul micului Pământ într-o zi.

Descoperirile lui Galileo au crescut numărul susținătorilor sistemului heliocentric al lumii și, în același timp, au forțat biserica să intensifice persecuția copernicanilor. În 1616, cartea lui Copernic „Despre rotațiile sferelor cerești” a fost inclusă în lista cărților interzise, ​​iar învățătura conținută în ea a fost declarată contrară Sfintelor Scripturi. Lui Galilei i-a fost interzis să propage învățăturile lui Copernic. Cu toate acestea, în 1632, a reușit încă să publice cartea „Dialogul asupra celor mai importante două sisteme ale lumii - Ptolemaic și Copernican”, în care a reușit să arate în mod convingător adevărul sistemului heliocentric, care a provocat mânia Biserica Catolica. În 1633, Galileo a apărut în fața Inchiziției. Omul de știință în vârstă a fost forțat să semneze o „renuntare” la opiniile sale și a fost ținut sub supravegherea Inchiziției pentru tot restul vieții. Abia în 1992 Biserica Catolica l-a achitat în cele din urmă pe Galileo.

Execuția lui Bruno, interzicerea oficială a învățăturilor lui Copernic și procesul lui Galileo nu au putut opri răspândirea copernicanismului. În Austria, Johannes Kepler (1571 - 1630) a dezvoltat învățăturile lui Copernic, descoperind legile mișcării planetare. În Anglia, Isaac Newton (1643 - 1727) a publicat celebra sa lege a gravitației universale. În Rusia, învățăturile lui Copernic au fost susținute cu îndrăzneală de M.V. Lomonosov (1711 - 1765), care a descoperit atmosfera de pe Venus, a apărat ideea unei pluralități de lumi locuite și i-a ridiculizat pe susținătorii geocentrismului în poezia plină de spirit.

Întrebarea nr. 4 Conceptul cosmologic în Renaștere

Nicolaus Copernic,Johannes Kepler șiGiordano Bruno

Spaţiu– conceptul de filosofie și cultură greacă antică, ideea lumii naturale ca un întreg armonios ordonat plastic. În contrast cu haosul. Grecii au combinat două funcții în conceptul de „cosmos” - ordonare și estetică.

Termenul „Cosmos” începe să fie folosit într-un sens filozofic deja în timpul formării primelor școli filozofice din Grecia Antică. Potrivit lui Diogenes Laertius, Pitagora a fost primul care a numit Universul „Cosmos”. Cu toate acestea, utilizarea acestui concept a fost înregistrată chiar înainte de Pitagora în Anaximenes și Anaximandru. Este folosit pe scară largă de Heraclit, Parmenide, Empedocle, Anaxagoras, Democrit și alți presocratici.

În cosmologia greacă antică, spațiul era considerat limitat; în centrul său se afla Pământul nemișcat, în jurul căruia se învârteau toate corpurile cerești, inclusiv Soarele. Stelele erau situate la periferia Spațiului.Sistemul geocentric al lumii a dominat până în secolul al XVI-lea.

Filosofii Evului Mediu au inclus și doctrina spațiului în conceptele lor. Oamenii de știință din Renaștere și timpurii moderne (de exemplu, Copernic-Kepler) s-au bazat de obicei pe principiile cosmologiei antice, dar Soarele, nu Pământul, era situat în centrul Cosmosului.

În timpurile moderne, conceptul de „cosmos” este scos din uz științific, fiind înlocuit cu conceptul de „Univers”.

Nicolaus Copernic(19 februarie 1473 - 24 mai 1543) - astronom polonez, matematician, mecanic, economist, canonic al Renașterii. El este cel mai bine cunoscut ca autor al sistemului heliocentric al lumii, care a marcat începutul primei revoluții științifice.

Sistemul heliocentric al lui Copernic

Reflectând asupra sistemului ptolemaic al lumii, Copernic a fost uimit de complexitatea și artificialitatea acestuia. Studiind lucrările filosofilor antici (în special Nikitas din Siracuza și Philolaus), el a ajuns la concluzia că nu Pământul, ci Soarele ar trebui să fie centrul fix al Universului. Pe baza acestei presupuneri, Copernic a explicat foarte simplu toată aparenta confuzie a mișcărilor planetelor, dar, necunoscând încă adevăratele căi ale planetelor, considerându-le a fi cercuri.

Crearea propriei dvs sistem heliocentric, Copernic s-a bazat pe aparatul matematic și cinematic al teoriei lui Ptolemeu, pe legile geometrice și numerice specifice obținute de acesta din urmă. Astfel, în modelul lui Ptolemeu, toate planetele s-au supus unei legi generale (deși de neînțeles în cadrul geocentrismului): vectorul rază al oricărei planete din epiciclu a coincis întotdeauna cu vectorul rază al Pământului-Soare. În modelul copernican această lege a primit o explicație simplă și logică.

Principala și aproape singura lucrare a lui Copernic, rodul a peste 40 de ani de muncă, este „Despre rotația sferelor cerești”. ( Lucrarea a fost publicată la Nürnberg în 1543; a fost tipărită sub supravegherea celui mai bun student al lui Copernic, Rheticus).

După structură lucrare principală Copernic este format din 6 cărți.

Prima carte vorbește despre forma sferică a lumii și a Pământului, iar în locul poziției despre imobilitatea Pământului se plasează o altă axiomă: Pământul și alte planete se rotesc în jurul unei axe și se învârt în jurul Soarelui. Acest concept este argumentat în detaliu, iar „opinia anticilor” este infirmată în mod convingător.

A doua parte a lucrării lui Copernic oferă informații despre trigonometria sferică și regulile de calcul a pozițiilor aparente ale stelelor, planetelor și Soarelui în firmament.

Al treilea vorbește despre mișcarea anuală a Pământului și așa-numita precesie a echinocțiilor.

Partea a patra a vorbit despre Lună, a cincea despre planete în general, iar a șasea despre motivele modificărilor latitudinilor planetelor. Cartea conținea, de asemenea, un catalog de stele, o estimare a dimensiunilor Soarelui și Lunii, distanțe până la acestea și planete (aproape de adevărată) și teoria eclipselor.

Sistemul heliocentric în versiunea copernicană poate fi formulat în șapte afirmații:

Orbitele și sferele cerești nu au un centru comun;

Centrul Pământului nu este centrul Universului, ci doar centrul de masă și orbita Lunii;

Toate planetele se mișcă pe orbite centrate pe Soare și, prin urmare, Soarele este centrul lumii;

Distanța dintre Pământ și Soare este foarte mică în comparație cu distanța dintre Pământ și stelele fixe;

Mișcarea diurnă a Soarelui este imaginară, și este cauzată de efectul rotației Pământului, care se rotește o dată la 24 de ore în jurul axei sale, care rămâne mereu paralel cu sine;

Pământul (împreună cu Luna, ca și alte planete), se învârte în jurul Soarelui și, prin urmare, mișcările pe care pare să le facă Soarele (mișcarea zilnică, precum și mișcarea anuală când Soarele se mișcă prin Zodiac) nu mai sunt nimic mai mult. decât efectul mișcării Pământului;

Această mișcare a Pământului și a altor planete explică locația lor și caracteristicile specifice ale mișcării planetelor.

Toate afirmațiile lui erau complet contrare sistemului geocentric care era dominant la acea vreme. Copernic a plasat sfera stelelor fixe la granița lumii. Strict vorbind, modelul lui Copernic nu a fost nici măcar heliocentric, deoarece el nu a plasat Soarele în centrul sferelor planetare.

Mișcarea actuală a planetelor (în special Marte) nu este circulară și uniformă. Din această cauză, tabelele lui Copernic (inițial mai precise decât tabelele lui Ptolemeu) s-au îndepărtat în scurt timp semnificativ de observații, care i-au nedumerit și i-au răcorit foarte mult pe susținătorii entuziaști ai noului sistem. Tabelele heliocentrice precise au fost publicate mai târziu de Johannes Kepler, care a descoperit adevărata formă a orbitelor planetelor (elipsa) și, de asemenea, a recunoscut și a exprimat matematic neuniformitatea mișcării lor.

Modelul copernican al lumii a fost un pas colosal înainte și o lovitură zdrobitoare pentru autoritățile arhaice.

Biserica Catolică a reacționat inițial cu blândețe la noua astronomie, deoarece observațiile Soarelui și Lunii au fost utile pentru reforma calendaristică viitoare. În 1616, Biserica Catolică a interzis oficial aderarea și apărarea teoriei copernicane, deoarece o astfel de interpretare era contrară Scripturii. A fost inclusă în Indexul Roman al Cărților Interzise la rubrica „până la corectare”. Modificările necesare de cenzură pe care proprietarii cărții trebuiau să le facă pentru a permite o utilizare ulterioară au fost făcute publice în 1620.