Польський астроном Микола Коперник

Сонце - центр Всесвіту

Отже, чи не практичні цілі стояли перед Коперником, коли він почав роздумувати над системою планет. Питання про календарну реформу був тільки зайвим приводом. Коперник не міг прийняти складної системи котяться сфер Птолемея. Він не залишив після себе ніяких щоденників або записів, за якими можна було б відновити хід його думок. Ніхто не знає, про що він думав майже 40 років, створюючи свою систему.

Коли зараз ми дивимося на систему Птолемея, то виявляємо багато закономірностей, які важко вважати випадковими і на які не міг не звернути уваги Коперник. Чому центри епіциклів Меркурія, Венери і Сонця завжди лежать на одній прямій? Чому періоди обертання Марса, Юпітера і Сатурна в їх епіциклів дорівнюють одному земному році?

Чимало таких проблем пов'язано з системою Птолемея. Гіпотеза Коперника була проста. Треба поміняти в старій птолемеевскую системі Землю і Сонце місцями, залишивши тільки Місяць обертатися навколо Землі.

За схемою Коперника добове рух неба пояснювалося обертанням Землі навколо своєї осі, річне рух - зверненням її навколо Сонця. Зникло друга нерівність - зворотній рух планет стало наслідком різної кутової швидкості руху Землі та інших планет на своїх орбітах. Чудовим чином відпала необхідність і в гіпотезі про обертанні восьмий сфери: для пояснення руху зірок досить було припустити, що площина орбіти Землі повільно обертається в бік, зворотний руху самої Землі по орбіті.

Але не слід думати, що проста схема Коперника повністю вирішила завдання: природний рух планет повинно було зводитися до комбінаціям рівномірних рухів по колу. Для цього і вводилися епіцикли, ексцентрик і екванти.

За словами Коперника: «. стає очевидним, що внаслідок одного обертання Землі може відбуватися все те, чого древні намагалися досягти для кожної планети за допомогою епіциклів. Однак, усупереч поширеній думці Аполлонія і древніх, рух планет не надається рівномірним, навіть після віднесення цієї нерівномірності за рахунок обертання Землі. Отже, планети рухаються не по концентричних кіл, а іншим чином, яким, - ми покажемо в подальшому. ».

Тепер ми знаємо, що мінливість швидкості руху планет по орбітах випливає з законів Кеплера і його не потрібно уникати в теорії. Але Коперник залишається в полоні своїх законів кінематики і прагне досягти рівномірності руху введенням все тих же епіциклів і ексцентров (проте без еквантов). В результаті його схема планетної системи виявляється досить складною і зовсім не схожою на просту геліоцентричну модель, з якої він почав.

При спробах же поліпшити її згоду з досвідом вона починає ускладнюватися і втрачає переконливість. Такий стан зазвичай свідчить про органічні пороках теорії. Цей симптом побачив Кеплер, який відкрив основний дефект теорії Коперника: планети насправді рухаються по еліпсам, а не по колах, і опис їх руху багатьма колами в принципі не може бути простим. Однак в міркуваннях Коперника полягала важливе відкриття. Припустивши, що центр ексцентра рухається по колу, він помітив те, чого не помітили древні: планети стали рухатися не по колу, а по овалу. «Проти відхилення шляхів планет від кругового досконалості Птолемей з підставою заперечував би Копернику, але я не заперечую», - писав Кеплер.

Система Коперника не була принципово точніше птолемеевой. Більш того, зміна системи відліку не могло змінити результатів обчислень, однак перехід до геліоцентричної системи настільки змінював все уявлення про будову світу, що за ним незабаром послідували відкриття Галілея і Кеплера, а потім і створення механіки Ньютоном. Тому книга Коперника виявилася фундаментом, на якому побудована вся сучасна наука. Саме в цьому сенсі її вважають однією з найбільших книг, коли-небудь написаних рукою людини.

Ще одна відмінність системи Коперника від системи Птолемея зазвичай не підкреслюється. В системі Птолемея описувалася лише проекція руху планети на небесне склепіння Землі. Рухи різних планет описувалися незалежно один від одного. Були теорії Місяця, теорії Марса і т. Д. Через це в розрахунки ніяк не входило відстань планети від Землі. Можна було збільшити або зменшити в однакове число раз радіуси всіх кіл (деферента і епіциклів) для кожної планети, не змінивши її руху по небесній сфері. Тому з системи Птолемея не можна було зробити ніяких висновків про взаємне положення планетних орбіт в просторі. Щоб побудувати систему Коперника, необхідно знати відстань всіх планет до Сонця. Точніше, треба знати не абсолютні значення цих відстаней в метрах, а їхнє ставлення до середній відстані від Землі до Сонця.

Для спостерігача, що знаходиться на Сонце, завдання було б схожа на завдання Птолемея: рух кожної планети описувалося б незалежно один від одного. Але перехід до земного спостерігача вимагає перерахунку за формулами, в які входить відстань Земля - ​​Сонце. Тому в системі Коперника тільки одне відстань, середня відстань Сонце - Земля, так звана астрономічна одиниця, залишається довільною, інші відстані визначаються з спостережень над планетами. Коперник залишив своїм послідовникам чудову таблицю періодів обертання планети і їх середніх відстаней від Сонця. Ці числа дозволили Кеплеру відкрити нові закони світобудови.

За матеріалами книги
"Чудові вчені"
під ред. С.П. Капіци