Гелиоцентризм в эпоху Античности и Средневековья
Еще у древних греков возникла идея о том, что Земля движется вокруг центра мира. Существовала версия, что Земля вращается вокруг своей оси. Было предположение, что Марс и Венера движутся вокруг Солнца, которое вращается вокруг Земли. Считается, что гелиоцентрическая система мира впервые была изложена Аристархом Самосским в 3 веке до н.э. По его мнению, Земля вращается вокруг Солнца, размер которого значительно больше размера Земли. Еще он предположил, что орбита Земли есть точка относительно расстояний до звезд.
Однако, эти идеи в период античности не получили широкого распространения. В Древней Греции наиболее популярной была версия геоцентрической системы, согласно которой все небесные тела имеют единый центр – Землю.
В период Средневековья в научных трудах практически не было упоминания гелиоцентризма.
Научная революция Николая Коперника
В 1543 году была опубликована работа «О вращении небесных сфер», автором которой является польский астроном, механик, священнослужитель Николай Коперник.
В своей работе астроном описывал теорию гелиоцентризма, приводя ряд физических расчетов. Согласно концепции Коперника, вращение Земли вокруг своей оси объясняет смену дня и ночи, и движение Солнца по небу. Кроме того, вращение Земли вокруг Солнца дает объяснение движению Солнца на протяжении всего года. В своей работе Коперник объяснял следующие феномены:
- планеты, спустя определенный отрезок времени, начинают перемещаться в сторону, обратную направления движения Солнца
- вследствие периодического смещения земной оси происходит предварение равноденствий, когда с каждым годом весеннее равноденствие наступает раньше
- сфера звезд располагается на большом расстоянии относительно расстояний между планетами. Этим объясняется то, что ученые не могут наблюдать годичные параллаксы.
- кроме перечисленного, гелиоцентрическая система мира способна была объяснить изменение размеров планет Солнечной системы, дать точную оценку расстояний до планет и их размеров.
Сам астроном определил примерные размеры Солнца и Луны и установил максимально точно время, за который Меркурий проходит свою орбиту. Это время составило 88 земных суток.
Рисунок 1. Гелиоцентрическая система мира. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Теория Коперника является революционной, однако она не лишена недостатков. В описанной Коперником системе центральной точкой выступает не Солнце, а центр орбиты Земли. Еще одним недостатком является предположение о том, что все планеты осуществляли движение по своим орбитам неравномерно, а Земля сохраняла свою орбитальную скорость. К тому же, Коперник не отрицал существование вращающихся небесных сфер, а только перенес центр их вращения.
У Коперника появилось достаточно много последователей. Особенно выделялся среди них Джордано Бруно, который считал, что небесными сферами небосвод не ограничивается. Он утверждал, что существуют другие светила, которые не уступают Солнцу. За эти убеждения церковь признала его еретиком и приговорила к сожжению.
Еще одним ученым, поддерживавшим теорию Коперника. Был Галилео Галилей. Он считал, что Земля не располагается между Меркурием и Солнцем, что является подтверждением вращения этих планет вокруг Солнца. Эти убеждения привели ученого к процессу инквизиции, в результате которого Галилей оказался под пожизненным домашним арестом.
Кроме сторонников, существовали и противники гелиоцентризма, которые считали, что если бы земля вращалась вокруг своей оси, то центробежная сила разорвала бы ее, а все легкие предметы слетали бы с ее поверхности. По мнению противников теории Коперника, небесные объекты не обладают массой, а значит, способны двигаться без приложения к ним значительных сил. Возникал вопрос о существовании силы, способной вращать такую массивную планету, как Земля.
Датский астроном Тихо Браге предложил гео-гелиоцентрическую систему мира. Исходя из этой теории, сфера звезд, Солнце и Луна движутся вокруг Земли, а остальные объекты Космоса – вокруг Солнца.
Позже последователь Браге Иоганн Кеплер сделал несколько открытий, свидетельствовавших в пользу гелиоцентризма. Он выяснил, что:
- плоскости планетарных орбит пересекаются в точке, где находится Солнце. То есть, центром их вращения является Солнце, а не орбита Земли, как считал Коперник.
- орбитальная скорость Земли и других планет периодически меняется.
- орбиты планет эллиптические. Скорость движения небесных тел имеет прямую зависимость от расстояния до Солнца. Это говорит о том, что Солнце является не только геометрическим центром системы, но и динамическим.
Утверждение гелиоцентризма и его особенности
После того, как вращение Земли вокруг своей оси было подтверждено, в существовании небесных сфер не было необходимости. Какое-то время считалось, что планеты движутся потому, что они живые. Однако в скором времени Кеплер определил, что движение планет происходит под влиянием на них гравитационных сил Солнца. Расчеты Кеплера были подтверждены Исааком Ньютоном в 1687 году.
Дальнейшее развитие науки выявляло новые доказательства гелиоцентризма. В 1728 году Джеймс Брэдли движение Земли вокруг Солнца при помощи наблюдения, открыв при этом аберрацию света.
Аберрация света – это небольшое размытие изображения звезды с одной стороны вследствие движения наблюдателя.
Позже было открыто ежегодное колебание частоты импульсов, испускаемых пульсарами. Открытие эффекта Доплера для звезд доказало периодичное изменение расстояние Земли до этих космических объектов.
А наблюдение годичных параллаксов звезд окончательно утвердило предположение о гелиоцентрической системе мира.
Таким образом, согласно системе гелиоцентризма, Вселенная ограничена. В этой системе существуют внешние и внутренние планеты. К внутренним планетам относились Венера и Меркурий, так как их орбиты вращения всегда должны быть внутри орбиты Земли.
Годичные параллаксы звезд являются важнейшей особенностью гелиоцентрической картины мира, который проявляется в виде изменения видимых координат звезд и связан с изменением положения астрономов, которая возникла из-за вращения Земли вокруг Солнца.
