Другой не менее известный ученый древности, Демокрит - основоположник представлений об атомах, живший за 400 лет до нашей эры, - считал, что Солнце во много раз больше Земли, что Луна сама не светится, а лишь отражает солнечный свет, а Млечный Путь состоит из огромного количества звезд. Обобщить все знания, которые были накоплены к IV в. до н. э., смог выдающийся философ античного мира Аристотель (384-322 до н. э.).

Рис. 1. Геоцентрическая система мира Аристотеля-Птолемея.

Его деятельность охватывала все естественные науки - сведения о небе и Земле, о закономерностях движения тел, о животных и растениях и т. д. Главной заслугой Аристотеля как ученого-энциклопедиста было создание единой системы научных знаний. На протяжении почти двух тысячелетий его мнение по многим вопросам не подвергалось сомнению. Согласно Аристотелю, все тяжелое стремится к центру Вселенной, где скапливается и образует шарообразную массу - Землю. Планеты размещены на особых сферах, которые вращаются вокруг Земли. Такая система мира получила название геоцентрической (от греческого названия Земли - Гея). Аристотель не случайно предложил считать Землю неподвижным центром мира. Если бы Земля перемещалась, то, по справедливому мнению Аристотеля, было бы заметно регулярное изменение взаимного расположения звезд на небесной сфере. Но ничего подобного никто из астрономов не наблюдал. Только в начале XIX в. было наконец-то обнаружено и измерено смещение звезд (параллакс), происходящее вследствие движения Земли вокруг Солнца. Многие обобщения Аристотеля были основаны на таких умозаключениях, которые в то время не могли быть проверены опытом. Так, он утверждал, что движение тела не может происходить, если на него не действует сила. Как вы знаете из курса физики, эти представления были опровергнуты только в XVII в. во времена Галилея и Ньютона .

Гелиоцентрическая модель Вселенной

Среди ученых древности выделяется смелостью своих догадок Аристарх Самосский, живший в III в. до н. э. Он первым определил расстояние до Луны, вычислил размеры Солнца, которое, по его данным, оказалось в 300 с лишним раз больше Земли по объему. Вероятно, эти данные стали одним из оснований для вывода о том, что Земля вместе с другими планетами движется вокруг этого самого крупного тела. В наши дни Аристарха Самосского стали называть «Коперником античного мира». Этот ученый внес новое в учение о звездах. Он считал, что они отстоят от Земли неизмеримо дальше, чем Солнце. Для той эпохи это открытие было весьма важным: из уютного домашнего мирка Вселенная превращалась в необъятный гигантский мир. В этом мире Земля с ее горами и равнинами, с лесами и полями, с морями и океанами становилась крошечной пылинкой, затерянной в грандиозном пустом пространстве. К сожалению, труды этого замечательного ученого до нас практически не дошли, и более полутора тысяч лет человечество было уверено, что Земля - это неподвижный центр мира. В немалой степени этому способствовало математическое описание видимого движения светил, которое разработал для геоцентрической системы мира один из выдающихся математиков древности - Клавдий Птолемей во II в. н.э. Наиболее сложной задачей оказалось объяснение петлеобразного движения планет .

Птолемей в своем знаменитом сочинении «Математический трактат по астрономии» (оно более известно как «Альмагест») утверждал, что каждая планета равномерно движется по эпициклу- малому кругу, центр которого движется вокруг Земли по деференту - большому кругу. Тем самым ему удалось объяснить особый характер движения планет, которым они отличались от Солнца и Луны. Система Птолемея давала чисто кинематическое описание движения планет - иного наука того времени предложить не могла. Вы уже убедились, что использование модели небесной сферы при описании движения Солнца, Луны и звезд позволяет вести многие полезные для практических целей расчеты, хотя реально такой сферы не существует. То же справедливо и в отношении эпициклов и деферентов, на основе которых можно с определенной степенью точности рассчитывать положение планет.

Рис. 2.

Однако с течением времени требования к точности этих расчетов постоянно возрастали, приходилось добавлять все новые и новые эпициклы для каждой планеты. Все это усложняло систему Птолемея, делая ее излишне громоздкой и неудобной для практических расчетов. Тем не менее геоцентрическая система оставалась незыблемой еще около 1000 лет. Ведь после расцвета античной культуры в Европе наступил длительный период, в течение которого не было сделано ни одного существенного открытия в астрономии и многих других науках. Только в эпоху Возрождения начинается подъем в развитии наук, в котором астрономия становится одним из лидеров. В 1543 г. была издана книга выдающегося польского ученого Николая Коперника (1473-1543), в которой он обосновал новую - гелиоцентрическую - систему мира. Коперник показал, что суточное движение всех светил можно объяснить вращением Земли вокруг оси, а петлеобразное движение планет - тем, что все они, включая Землю, обращаются вокруг Солнца .

На рисунке показано движение Земли и Марса в тот период, когда, как нам кажется, планета описывает на небе петлю. Создание гелиоцентрической системы ознаменовало новый этап в развитии не только астрономии, но и всего естествознания. Особо важную роль сыграла идея Коперника о том, что за видимой картиной происходящих явлений, которая кажется нам истинной, надо искать и находить недоступную для непосредственного наблюдения сущность этих явлений. Гелиоцентрическая система мира, обоснованная, но не доказанная Коперником, получила свое подтверждение и развитие в трудах таких выдающихся ученых, как Галилео Галилей и Иоганн Кеплер.

Галилей (1564-1642), одним из первых направивший телескоп на небо, истолковал сделанные при этом открытия как доводы в пользу теории Коперника. Открыв смену фаз Венеры, он пришел к выводу, что такая их последовательность может наблюдаться только в случае ее обращения вокруг Солнца .

Рис. 3.

Обнаруженные им четыре спутника планеты Юпитер также опровергали представления о том, что Земля является единственным в мире центром, вокруг которого может происходить вращение других тел. Галилей не только увидел горы на Луне, но даже измерил их высоту. Наряду с несколькими другими учеными он также наблюдал пятна на Солнце и заметил их перемещение по солнечному диску. На этом основании он заключил, что Солнце вращается и, следовательно, имеет такое движение, которое Коперник приписывал нашей планете. Так был сделан вывод о том, что Солнце и Луна имеют определенное сходство с Землей. Наконец, наблюдая в Млечном Пути и вне его множество слабых звезд, недоступных невооруженному глазу, Галилей сделал вывод о том, что расстояния до звезд различны и никакой «сферы неподвижных звезд» не существует. Все эти открытия стали новым этапом в осознании положения Земли во Вселенной .

Пла-неты, в том числе и Земля, обращаются вокруг Солнца по круговым орбитам, а Луна обращается вокруг Земли и одновременно с ней вокруг Солнца (рис. 5).

Появление небесной меха-ники обязано гению И. Ньютона, открывшего закон всемир-ного тяготения. С этого момента стало возможным точно рас-считывать движение небесных тел. Материал с сайта

Система мира Ньютона

Открытия И. Ньютона изменили и уточнили систему ми-ра. Если у Коперника по-прежнему границей мира служила сфера неподвижных звёзд, то в ньютоновской системе мир бес-конечен во времени и в пространстве. Время однородно и течёт равномерно во всей Вселенной, пространство однородно (т. е. его точки не отличаются друг от друга), и любое направ-ление в нем ничем не выделяется (конечно, в отсутствие материальных тел). Это означает, что центра мира просто не существует. Материальные тела (звезды, планеты и т. д.) су-ществуют в пространстве и во времени, но никак на них не влияют. Эта картина мира была общепринятой и считалась вполне точной до середины XX в., когда её сменила новая картина, основанная на гораздо более сложной системе —

Введение

Каждый человек с начала времен стремится к познанию себя и окружающего его действительности. Огромное количество людей посвятило себя поиску ответов на вопросы о строении, происхождении и развитии мира, посвятило себя изучению вселенной и её законов.

Астрономия - это одна из старейших наук, возникшая во 2 тысячелетии до н. э. В Вавилоне и Египте велись многолетние систематические наблюдения за движением Солнца, Луны и планет, была установлена периодичность лунных и солнечных затмений. Однако люди того времени считали, что Земля плоская, держится на трех китах и накрыта выпуклой крышкой.

Впервые к выводу о том, что Земля имеет шарообразную форму, пришёл древнегреческий ученый Пифагор в VI в. до н. э. Почти все древнегреческие ученые считали, что Земля это центр мира и все остальные небесные тела вращаются вокруг неё. Такую систему мира называют геоцентрической системой мира. Такая система была разработана Эвдоксом и Аристотелем, и усовершенствована александрийским астрономом К. Птолемеем в II в н. э., поэтому её часто называют птолемеевой системой мира. Геоцентрическая система мира была общепризнанной почти полторы тысячи лет.

Представление Н. Коперника о солнечной системе стало революционным открытием в астрономии и по сей день является фундаментом для дальнейшего изучения вселенной. Поэтому тема «Гелиоцентрическая система мира Коперника» на протяжении уже почти 5 столетий остаётся актуальной.

Цель данной работы изучить и проанализировать развитие гелиоцентрической системы мира от её появления до её признания.

Создание гелиоцентрической системы мира

На протяжение многих веков принимая геоцентрическую систему мира априори верной, о возможности иного устройства мира задумывались редко. Свои догадки в перерез центральному расположению Земли высказал Аристарх Самосский в III в. до н. э. На основе астрономических наблюдений он установил, что расстояние до Солнца значительно больше расстояния до Луны. Он полагал, что в центре мира находится Солнце, что видимое движение небесных тел объясняется вращением Земли вокруг своей оси и обращением Земли и планет вокруг Солнца. Однако такая модель была отвергнута из религиозных соображений и, назвав безбожником, Аристарха изгнали из Александрии. В атмосфере упадка науки таки религиозные обвинения привели к тому, что астрономы и физики, даже если были сторонниками теории Аристарха, старались воздерживаться от публичных заявлений, что и привело к забвению такой модели мира. После чего геоцентрическая теория Птолемея прочно укрепилась на долгое время.

Революцию в научных представлениях об устройстве Вселенной произвел Николай Коперник в XVI в., опубликовав книгу под названием «Об обращении небесных кругов». Коперник показал, что вес наблюдаемые движения небесных светил легко объясняются гелиоцентрической системой мира (от греческого Гелиос - Солнце). В центре мира Коперник поместил Солнце, вокруг которого движутся планеты, в том числе и Земля со своим единственным реальным спутником Луной. На огромном расстоянии от планет находилась сфера «постоянных» звезд. Вывод об огромной удаленности этой сферы диктовался самим гелиоцентрическим принципом. Так Коперник смог согласовать гелиоцентризм с видимым отсутствием у звезд параллактических. Таким было одно из существенных возражений Аристотеля против идеи движения Земли.

В своей книге Коперник старался не касаться чрезвычайно скользких богословских вопросов. Он придал изложению такой характер, чтобы можно было прочесть значительную часть книги, не заметив заключающегося в ней нового учения о Земле, планетах и Солнце. Коперник вполне ясно сознавал важные последствия, вытекающие из его системы мира, по отношению ко всему принятому в его эпоху мировоззрению и что вначале лишь немногие в силах будут оценить его идеи. Он знал - эти идеи вызовут противодействие церкви, и именно поэтому он долго оттягивал издание готового сочинения. Он даже думал, не выпуская в свет своего труда, а передать свое учение узкому кругу лиц, которые сохранили бы его и передали потомкам как предание. Лишь в 1542 г., за год до своей смерти, семидесятилетний Коперник решился издать свой труд. Книга была напечатана в Нюрнберге в мае 1543 г., как раз после того, как опубликованный папский приказ запретил печатать, читать и продавать книги, не прошедшие одобрения «конгрегацией индекса» запрещенных книг, т. е. инквизиционной цензурой.

Вопрос №4 Космологическая концепция в эпоху возраждения

Николая Коперника, Иоганна Кеплера и Джордано Бруно

Космос –понятие древнегреческойфилософииикультуры, представление оприродноммире как о пластически упорядоченном гармоническом целом. Противопоставлялсяхаосу. Греки соединяли в понятии «космос» две функции - упорядочивающую и эстетическую.

Термин «Космос» начинает употребляться в философском смысле уже в период становления первых философских школ Древней Греции. Согласно Диогену Лаэрцию,Пифагорбыл первым, кто назвал Вселенную «Космосом». Однако использование этого понятия зафиксировано ещё до Пифагора уАнаксименаиАнаксимандра. Он широко употребляется уГераклита,Парменида,Эмпедокла,Анаксагора,Демокритаи другихдосократиков.

В древнегреческой космологииКосмос считался ограниченным, в его центре располагалась неподвижная Земля, вокруг которой вращались все небесные тела, включая Солнце. Звёзды располагались на периферии Космоса.Геоцентрическая система мирагосподствовала до XVI в.

Философы Средних вековтакже включили в свои концепции учение о космосе. Ученые эпохи Возрождения и раннего Нового времени (например,КоперникиКеплер) обычно опирались на принципы античной космологии, однако в центре Космоса размещалось Солнце, а не Земля.

В Новое времяпонятие «космос» вытесняется из научного употребления, заменяясь понятием «Вселенная».

Николай Коперник (19 февраля1473-24 мая1543) –польскийастроном,математик,механик,экономист,каноникэпохиРенессанса. Наиболее известен как авторгелиоцентрической системы мира, положившей началопервой научной революции.

Гелиоцентрическая система Коперника

Размышляя о Птолемеевской системе мира, Коперник поражался её сложности и искусственности. Изучая сочинения древних философов (особенноНикиты СиракузскогоиФилолая), он пришёл к выводу, что не Земля, а Солнце должно быть неподвижным центромВселенной. Исходя из этого предположения, Коперник весьма просто объяснил всю кажущуюся запутанность движений планет, но, не зная ещё истинных путей планет, считая их окружностями.

Создавая свою гелиоцентрическую систему , Коперник опирался на математический и кинематический аппарат теории Птолемея, на полученные последним конкретные геометрические и числовые закономерности. Так, в модели Птолемея все планеты подчинялись общему (хотя и непонятному в рамках геоцентризма) закону: радиус-вектор любой планеты в эпицикле всегда совпадал с радиус-вектором Земля-Солнце. В модели Коперника данный закон получил простое и логичное объяснение.

Главное и почти единственное сочинение Коперника, плод более чем 40-летней его работы, - «О вращении небесных сфер». (Сочинение издано в Нюрнбергев1543 году; оно печаталось под наблюдением лучшего ученика КоперникаРетика).

По структуре главный труд Коперника состоит из 6 книг.

В первой книге говорится о шарообразности мира и Земли, а вместо положения о неподвижности Земли помещена иная аксиома: Земля и другие планеты вращаются вокруг оси и обращаются вокруг Солнца. Эта концепция подробно аргументируется, а «мнение древних» убедительно опровергается.

Во второй части труда Коперника даются сведения по сферической тригонометриии правила вычисления видимых положений звезд, планет и Солнца на небесном своде.

В третьей говорится о годовом движении Земли и о так называемой прецессии равноденствий.

В четвёртой части говорилось о Луне, в пятой - о планетах вообще, а в шестой - о причинах изменения широт планет. В книге также содержались звёздный каталог, оценка размеров Солнца и Луны, расстояния до них и до планет (близкие к истинным), теория затмений.

Гелиоцентрическая системав варианте Коперника может быть сформулирована в семи утверждениях:

Орбитыи небесные сферы не имеют общего центра;

Центр Земли- не центрВселенной, но только центр масс и орбитыЛуны;

Все планеты движутся по орбитам, центром которых является Солнце, и поэтомуСолнцеявляется центром мира;

Расстояние между ЗемлёйиСолнцемочень мало по сравнению с расстоянием между Землёй и неподвижнымизвёздами;

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 сЛуной, как и другие планеты), обращается вокруг Солнца, и поэтому те перемещения, которые, как кажется, делаетСолнце(суточное движение, а также годичное движение, когдаСолнцеперемещается поЗодиаку) - не более чем эффект движения Земли;

Это движение Земли и других планетобъясняет их расположение и конкретные характеристики движения планет.

Все его утверждения полностью противоречили господствовавшей на тот момент геоцентрической системе. На границу мира Коперник поместил сферу неподвижных звёзд. Строго говоря, модель Коперника даже не была гелиоцентрической, так как Солнце он расположил не в центре планетных сфер.

Реальное движение планет (особенно Марса) не является круговым и равномерным. Из-за этого таблицы Коперника (первоначально более точные, чем таблицы Птолемея) вскоре существенно разошлись с наблюдениями, что немало озадачило и охладило восторженных сторонников новой системы. Точные гелиоцентрические таблицы издал позже Иоганн Кеплер, который открыл истинную форму орбит планет (эллипс), а также признал и математически выразил неравномерность их движения.

Модель мира Коперника была колоссальным шагом вперёд и сокрушительным ударом по архаичным авторитетам.

Католическая церковь первоначально снисходительно отнеслась к новой астрономии, так как для предстоящей реформы календаря были полезны наблюдения Солнца и Луны. В 1616 годукатолическая церковь официально запретила придерживаться и защищать теориюКоперника, так как такое истолкование противоречит Писанию. Она была внесена в римский индекс запрещённых книг с пометкой «до исправления». Требуемые цензурные поправки, которые необходимо было внести владельцам книги для возможности дальнейшего использования, были обнародованы в1620 году.

а > Гелиоцентрическая модель Солнечной системы

Гелиоцентрическая система мира : кто разработал, когда возникла, роль Коперника и приверженцы, описание Солнечной системы, место планет и споры с Птолемеем.

В 16-17 вв. произошла научная революция. В это время закладывались основы всего. Для астрономии наиболее значимой фигурой стал Николай Коперник, который разработал гелиоцентрическую модель Вселенной.

Он изучил древние наработки и рассмотрел движения планет. Его выводы состояли в том, что в центре всего стоит Солнце, а Земля и остальные объекты совершают обороты вокруг. Для нас это нечто привычное, но в те времена за подобную ересь могли запереть в темницу.

Однако Коперник не был первым, кто додумался до подобного. Но его гелиоцентрическая модель мира была совокупностью всех этих идей и решала сложные проблемы. Кроме того, она детально описывала принципы функционирования космического пространства.

Гелиоцентрическая модель Солнечной системы и модель Птолемея (геоцентрическая)

Первой возникла геоцентрическая модель мира, где в центре находилась наша планета Земля, вокруг которой вращались остальные небесные тела. Ее активно развивали Птолемей и Аристотель. Она основывалась на визуальных наблюдениях. Древним людям казалось, что Солнце и остальные планеты мелькают на нашем небе, а значит движутся относительно нас.

В 3-м веке до н.э. ученые согласились, что Земля представляет собою сферу, а значит и все остальные выполнены в таких же формах и вращаются по кругу. Птолемей также поставил нашу Землю не просто в центре системы, а всей Вселенной.

Пришлось исправлять недочеты в наблюдениях. Поэтому считали, что все солнечные планеты движутся по двум сферам – отклонения и эпициклы. Первое – круг от Земли, с которым высчитывали длину времени года. А второй – колесо внутри колеса, чтобы объяснить ретроградность.

Но это все равно не спасало положения, так как планеты порой вели себя совсем непредсказуемо. Тогда Птолемей создал экватор – геометрический инструмент возле центра планетарной орбиты, который заставлял ее перемещаться с равномерной угловой скоростью.

Эта модель была общепринятой, но слишком сложной и мудреной. Но в течение 1500 лет ее использовали для создания астрономических карт. В 16-м веке ее сменили на гелиоцентрическую модель Коперника.

Гелиоцентрическая модель Солнечной системы Коперника

В 16-м веке Николай Коперник принялся за разработку своей модели, опираясь на труды Аристарха и исламских ученых. В 1514 году он раздал копии в близком кругу друзей. В рукописи на 40 страниц содержались главные принципы:

• Не все небесные тела вращаются вокруг единой точки;
• Земной центр – центр лунной сферы;
• Все сферы выполняют вращения вокруг Солнца, расположенного возле вселенского центра;
• Дистанция Земля-Солнце считается незначительной частью удаленности между Солнцем и другими звездами, поэтому параллакс не виден;
• Звезды не двигаются;
• Земля вращается вокруг Солнца, что приводит к кажущейся сезонной миграции звезды;
• Земное перемещение создает видимость ретроградного движения других планет;

Коперник продолжил собирать информацию и в 1532 году выпустил главный труд – «О революциях небесных тел».

Отправив орбитальные пути Меркурия и Венеры между нами и звездой, удалось объяснить перемены в их появлении. Также стало понятным ретроградные движения Марса и Юпитера. Но ученый знал, что церковь отреагирует остро на новинку, поэтому труд опубликовали лишь после его смерти (1542 год).

Отсылки в истории

Коперник не был изобретателем новой системы. Первые записи принадлежат Аристарху Самосскому (310-230 гг. до н.э.), где в центре находилось Солнце.

Его даже цитировал Архимед, указывая, что звезды должны располагаться намного дальше, чем нам кажется. И это было причиной отсутствия параллакса. О гелиоцентризме также писал Селевк (190-150 гг. до н.э.), которому даже удалось доказать эту теорию. Он мог вычислить постоянные геоцентрической и использовать их для гелиоцентрической. Или же он наблюдал за приливами, созданными Луной.

В 5 веке н.э. Мартиан Капелла заявил, что Венера и Меркурий должны вращаться вокруг Солнца, тогда можно было бы объяснить неточности в их появлении. Коперник позже напишет, что этот ученые повлиял на его разработки. Николь Орест считал, что наша планета может обладать осевым вращением.

Гелиоцентрическая модель завоевала сторонников и среди исламских ученых. Многие из них стали вдохновителями для Коперника. В открытую Птолемею противостоял Абу Саид аль-Сийзи в 10-м веке. А в 11-м веке выходит трактат «Сомнения в Птолемее» от Альхазена.

С философской точки зрения осевым вращением интересовался Абу Райхан Бируни. Вместе с другими астрономами он обсуждал эту возможность в обсерватории Улугбега. Но дальше разговоров дело не пошло.

Влияние гелиоцентрической модели Солнечной системы

Опасения Коперника были напрасными, ведь церковь слабо отреагировала. Позже они начали активно протестовать, но теория уже обрела влиятельных сторонников. Среди них был Галилео Галилей, который нашел спутники у Юпитера. За его позицию Галилея посадили под домашний арест.