Геоцентрична модель світу

Уже в давнину люди хотіли отримати відповіді на такі важливі питання, як «що таке наша Земля?», «Які її розміри?», «Яке її місце у Всесвіті?» І т. Д. Але пошуки відповідей виявилися довгими і важкими.

«Перші відповіді на питання« як влаштований навколишній світ? »Древні люди складали на основі своїх безпосередніх вражень, - пише в своїй книзі А.І.Клімішін, - так, що не відчуваючи ніяких рухів Землі, люди, природно, припустили, що вона нерухома . Спостерігаючи, як Сонце, Місяць, весь небозвід обертаються навколо Землі, вони сприйняли це як незаперечний факт. У них не було підстав сумніватися в тому, що Земля пласка. І, нарешті, таким логічним здавалося припущення, що вона розташована в центрі світу.

У Піфагора зустрічається думка про те, що Земля має форму кулі і що вона висить в просторі без якої б то не було підтримки. Аристотель (384-322 рр. До нашої ери) в своїй праці «Про небі» вже призводить величину земного кола, з чого випливає, що радіус Землі в сучасній міру дорівнює приблизно 10 000 кілометрів землі, води, повітря і вогню, тоді як небесні тіла складаються з іншої, незнищенною форми матерії - ефіру. Вчений стверджував, що згадані чотири «стихії» розташовуються один над одним у вигляді концентричних сфер. Кожен елемент, змістившись зі свого «природного» місця, прагне знову зайняти його. Тому, мовляв, в природі і спостерігаються руху важких елементів вниз (до «центру Всесвіту»), а легких - вгору, де вони переходять в стан спокою. Аристотель і його послідовники виступали проти вже існували в той час уявлень про можливе обертанні Землі навколо своєї осі і її рух у просторі. Вони висунули здавалися в той час незаперечними докази: якби Земля оберталася навколо своєї осі, то виникав би зустрічний вітер, який здував би все з її поверхні в бік заходу, а рух Землі неминуче було б виявлено по зміні протягом року кутового відстані між довільно взятої на небі парою зірок.

Зараз відомо: земна атмосфера в рівній мірі бере участь в добовому обертанні Землі, відстані ж до зірок виявилися настільки великі, що у Арістотеля не було ніяких шансів визначити подібна зміна.

Збереглася до наших днів робота Аристарха Самоський (близько 320-230 рр. До нашої ери). Йому вдалося виміряти кутову відстань Місяця від Сонця в першій чверті. Він також зробив спробу визначити розміри і відстані до Місяця і Сонця. За Аристарху, відстань від Землі до Місяця - 19 радіусів Землі, а до Сонця ще в 19 разів більше. Мабуть, маючи на увазі великі в порівнянні з Землею розміри Сонця, Аристарх та висловив припущення, «що нерухомі зірки і Сонце не міняють свого місця в просторі, що Земля рухається по колу навколо Сонця», як про це повідомляв пізніше і Архімед.

У II столітті до нашої ери найбільший античний астроном Гіппарх визначив розміри Місяця з винятковою точністю. За Гиппарху, радіус Місяця дорівнює 0,27 земних радіусів, що мало відрізняється від прийнятого нині. Відстань до Місяця цей видатний астроном визначив в 59 радіусів Землі (справжнє середнє значення - 60,3). Однак відстань до Сонця з часу Птолемея і аж до XVII століття приймалося рівним 1120, т. Е. Приблизно в 20 разів менше істинного.

Перші спроби побудувати модель світу, в якій пояснювалися б прямі і назадній руху планет, були зроблені Евдоксом Кнідським (близько 408-353 рр. До нашої ери) і Аристотелем. Але шедевром античної астрономії стала праця видатного олександрійського вченого Клавдія Птолемея (II століття нашої ери) «Альмагест», в якому була побудована нова теорія планетних рухів.

У той час всі інші науки про природу були ще тільки в зародковому стані. Астрономи ж, завдяки Птолемею, вже мали метод, що дозволяв з достатньою для того часу точністю розрахувати положення планет на небі на будь-яке число років вперед!

У геоцентричної моделі світу Птолемея одна планета рухається з кутовою швидкістю по малій окружності - епіциклу, центр якого, тобто інша «середня планета», звертається з кутовий швидкістю по деференту навколо Землі Через складання обох рухів планета в просторі описує петлеподібну криву - гіпоциклоїда, що в проекції на небесну сферу при цілком певних значеннях кутових швидкостей, а також величинах відносин радіусу епіциклу до радіусу деферента для кожної з планет повністю пояснювало її рух на небі. Ці значення Птолемей визначив з великою точністю.

У зв'язку з особливостями руху планети Меркурій і Венера були названі нижніми. Марс, Юпітер і Сатурн - верхніми планетами. В системі світу Птолемея центри епіциклів нижніх планет завжди розташовані на прямій, що з'єднує Землю з Сонцем, а кожна з верхніх планет знаходиться на епіцикли строго в тому ж напрямку, в якому відносно Землі знаходиться Сонце, інакше кажучи, радіуси-вектори епіциклів Марса, Юпітера і Сатурна завжди паралельні між собою. Видно також, що верхня планета, займаючи на небі становище, протилежне Сонцю (протистояння планети), знаходиться в найближчому до Землі положенні - в перигеї (від грецького «пери» - поблизу) У момент же з'єднання планети з Сонцем, коли направлення на обидва світила збігаються, планета знаходиться в апогеї - в найбільш віддаленій від Землі точці (від грецького «апо» - далеко).

Як зауважує А.І. Климишин, «виникає питання: якщо система Птолемея хибна, оскільки вона грунтувалася на неправильному уявленні про нерухому Землю як центрі світобудови, то чому розрахунки, проведені на її основі, дають правильні результати? Адже саме тому вона використовувалася астрономами майже 1400 років. Відповідь на поставлене запитання очевидний: це система кінематична. Птолемей не пояснював (та й не міг пояснити), чому рух планети саме таке, яким він його описував. Але кожен рух відносно. І, як це не парадоксально звучить, Птолемей описав і змоделював рух кожної з планет абсолютно правильно - так, як його дійсно бачить спостерігач із Землі. Епіцикл верхньої планети і є відображення руху Землі навколо Сонця (в разі нижньої планети це її деферент) ».

Але «. за допомогою даних Птолемея було важко узгодити між собою відомості про положення тієї або іншої планети, розділених проміжком часу в кілька сотень років. Тому його система все більше ускладнювалася, в неї вводили безліч додаткових епіциклів, що зробило її виключно громіздкою. Явно суперечила спостереженнями побудована Птолемеєм теорія руху Місяця. В результаті перевантажена епіциклами модель Птолемея рухнула. Відбулася революція в поглядах на світ і місце Землі у Всесвіті. »