Что называют геоцентрической системой мира. Геоцентрическая модель солнечной системы

Геоцентрическая система мира — система, где начало координат размещено на Земле, которая свободно покоится в центре сферической Вселенной, а видимое движение небесных светил является отражением вращения Космоса вокруг мировой оси.

Порядок расположения планет и звезд зависел от периода их обращения и был таким: Луна, Солнце, Марс, Юпитер, Сатурн, звёзды. Насчет Меркурия и Венеры у греков были разногласия: Аристотель и Платон помещали их сразу за Солнцем,Птолемей — между Луной и Солнцем.

Gif-анимация движения планет в гео-и гелиоцентрических системах. Источник - группа Street Astronomy

Существует мнение, что древние вавилоняне могли знать о реальном движении Земли и планет вокруг Солнца, но сведения эти обрывочны и пока до конца не подтверждены. Найдены отдельные таблички, на которых, как предполагается, изображена картина мира древних вавилонян, но расшифровать из затруднительно.

Египетская мифология вообще сложна и многообразна, но по одной из версий Солнце все таки было в центре: солнечный бог Ра считался отцом всех прочих богов. Он и восемь его потомков образовывали так называемую эннеаду Гелиополиса. Не Солнечную ли систему?

Есть и "обратная" этой легенда: мир произошёл от восьмерых древних божеств, так называемой огдоады. Эта восьмерка состояла из четырёх пар богов и богинь, символизирующих элементы творения. Нун и Наунет соответствуют изначальным водам, Ху и Хаухет — бесконечности пространства, Кук и Каукет — вечной тьме. Четвёртая пара неоднократно менялась, но, начиная с Нового царства, она состоит из Амона и Амаунет, олицетворяющих невидимость и воздух. И эти божества были родителями бога солнца, принесшего в мир свет и дальнейшее творение.

Удивительно, но математика, которую мы учили в школе, отлично подходила для описания движения светил по небосводу на протяжении многих тысяч лет. Во всяком случае так ее видели древние греки.

Первое или одно из первых дошедших до нас, развитых предположений о гелиоцентрической системе мира сделано в 3-м веке до новой эры греком Аристархом Самосским. Исходя из своего предположения о Солнце в центре мира и из наблюдений за звездами, он сделал вывод, что расстояние от Земли до Солнца пренебрежимо мало по сравнению с расстоянием от Солнца до звёзд, что действительно так. Кроме того, он установил, что Земля во много раз меньше Солнца.

С развитием астрономических наблюдений потребовалось другое обоснование движения планет.

В начале 1500-х годов Коперник, на основании записей Птолемея, и других древних философов, астрономов и математиков, понял, что гелиоцентрическая система более точно описывает кинематику объектов, но, из-за устоявшегося мнения о Земле, как о центре мира, его работы были опубликованы как некая математическая модель, призванная служить для упрощения расчетов.

В конце 1500-х датский астроном Тихо Браге, который не смог принять систему Коперника, предложил компромиссный вариант гео-гелиоцентрической системы . По его мнению, Солнце, Луна и звёзды вращаются вокруг неподвижной Земли, а все планеты и кометы — вокруг Солнца. С точки зрения математики эта модель ничем не отличалась от системы Коперника, но она не вызывала возражений у инквизиции, что являлось важным преимуществом.

Гео-гелиоцентрическая модель Тихо Браге

В течение двух последующих веков гео-гелиоцентрическая система мира выступала как легальный вариант системы Коперника. Ну а после открытия Ньютоном законов динамики и закона всемирного тяготения геоцентризм окончательно утратил научные основания.

Казалось бы, всем давно известно, что Земля, как и все планеты, вращается вокруг Солнца. Но опросы, проведенные в 2010-2011 годах в разных странах, в том числе в России и США, показали, что по крайней мере 30 % населения все еще придерживаются геоцентрического взгляда на мир.

Место Земли в системе мироздания с древнейших времен волновало мыслителей. Отсутствие технических средств точного объектов и незначительный опыт астрофизики, доставшийся от прежних поколений, не позволяли ученым Древней Греции и Средневековья сформировать полное и правильное мнение об устройстве Вселенной. Тем не менее, авторы первых теорий космологии заложили фундамент, на котором впоследствии сформировались основы современного знания. И особое значение в этом смысле имеют геоцентрическая и гелиоцентрическая системы мира, стимулировавшие целые поколения ученых и мыслителей разных времен на проведение новых исследований.

Понятие геоцентризма

Это система мироздания, в которой центральное место отводится Земле. При этом Солнце вращается вокруг ее оси. В соответствии с геоцентрической системой координат, начальная точка отсчета размещается также на Земле. Важно отметить, что Вселенная, согласно этой теории, ограничена. Ответ на вопрос о том, кто создал геоцентрическую систему мира, сегодня известен, хотя множественные вариации теории позволяют говорить о нескольких авторах. И все-таки родоначальником данной концепции был Клавдий Птолемей, который дал начало идее о центральном расположении Земли во Вселенной. Если говорить о разных интерпретациях этой теории, то Фалес Милетский, к примеру, считал обязательным наличие опоры у земного шара.

Также встречаются версии о том, что Земля занимает постоянное положение и даже не вращается. С другой стороны, геоцентрическая Птолемея в классическом виде предполагает вращение небесных тел. В частности, его исследования начинались с анализа отношения Луны, которая двигалась вокруг планеты. В дальнейшем автор теории пришел и к выводу о вращении самой планеты. Параллельно этому выдвигались разные предположения относительно того, каким образом Земля сохраняет свою постоянную позицию.

в системе геоцентризма

Объяснение неравномерности движения небесных тел представляло для древнегреческих астрономов наибольшие сложности. Новые представления о движении планет по разным эксцентрикам проливали свет на отношения между светилами, но в то же время ставили трудные задачи иного порядка. При этом геоцентрическая система мира Птолемея имела расхождения с пифагорейско-платоновскими учениями, в соответствии с которыми небесные тела имели божественное происхождение - следовательно, они должны были совершать только равномерные движения. Приверженцы этой теории разрабатывали специальные модели, где сложные движения объектов интерпретировались как совокупный результат сложения нескольких равномерных вращений по окружности. Правда, с появлением теории о бисекции эксцентриситета подобные концепции утратили актуальность.

Обоснование геоцентрической системы мироздания

Среди основных задач, которые стояли перед приверженцами геоцентризма, следует выделить обоснование центрального места Земли и ее неподвижности. Если в отношении второго условия мироздания даже автор геоцентрической системы мира Клавдий Птолемей высказывался критически, то идея о положении планеты оставалась основой теории. Одним из сторонников данной концепции был Аристотель, который обосновывал центральное место земного шара его тяжестью. Согласно мировоззрению того времени, естественным местом для тяжелых тел может являться только Данное понимание подкреплялось тем, что большой вес заставляет объекты падать отвесно. Поскольку все направлены к центру мира, тяжелая Земля с большей долей вероятности должна находиться именно в этой точке.

Были и другие теории, объясняющие центральное положение Земли. Например, Птолемей поддерживал идею о невозможности планеты занимать другое место во Вселенной. Объяснялось это довольно просто - путем исключения северного или южного расположения Земли относительно центра. Мыслители оценивали, каким образом могли бы падать тени от Солнца при такой конфигурации, и приходили к единственно возможному, по их мнению, варианту размещения планеты - в центре. Надо сказать, что геоцентрическая и гелиоцентрическая системы мира в дальнейшем разойдутся именно в понимании этого условия конфигурации Вселенной.

Геоцентризм в эпоху Возрождения

Начиная с раннего периода Средневековья, астрономы стали активно осваивать и развивать другие версии данной конфигурации. Например, в эпоху Возрождения европейские ученые немало внимания посвящали теории гомоцентрических сфер. Вместе с этим возникали и предпосылки для модели, в которой сочетались геоцентрическая и гелиоцентрическая системы мира, по крайней мере, в некоторых аспектах. Сторонники такой комбинации полагали, что Земля все-таки является центром мира, причем неподвижным, а Луна и Солнце обращаются вокруг ее оси. При этом остальные планеты, как считалось, должны были вращаться вокруг Солнца. Такая гипотеза и составила основную конкуренцию полноценной гелиоцентрической теории. Важно отметить и другие направления, в которых развивали геоцентризм ученые эпохи Возрождения. Например, под влиянием натурфилософии многие астрономы обращались к изучению надлунных и подлунных миров. Кстати, еще Аристотель считал, что небеса в той же степени изменчивы, как и Земля. Также высказывались и мнения, отрицающие существование небесных сфер.

Отказ от геоцентризма

Интенсивное развитие науки в XVII в. позволило систематизировать накопленные знания и усовершенствовать представление о Вселенной. В этом контексте уже не могли соседствовать геоцентрическая и гелиоцентрическая системы мира, так как вторая концепция все больше утверждалась выдающимися мыслителями, среди которых были Коперник и Галилей. В числе главных научных событий, которые способствовали отказу от геоцентризма, особенно выделяется создание теории планетных движений. Немалый вклад в продвижение астрономии внесли и телескопические открытия Галилея, а также открытия законов Кеплера.

Стоит отметить, что геоцентризм долгое время поддерживала и церковь. Религиозные сторонники этой теории полагали, что Земля создана божественной силой специально для человека, поэтому ее центральное место во вселенной логично и закономерно. Несмотря на такую поддержку, геоцентрическая система мира Коперника трансформировалась в новую теорию, отвергавшую центральное место Земли. Более совершенные телескопические исследования полностью отвергали классический геоцентризм и прокладывали дорогу гелиоцентризму.

Суть гелиоцентрической системы мира

Хотя пик развития данной концепции пришелся на эпоху Возрождения, ее истоки берут начало в Древней Греции. Дело в том, что во времена Птолемея наиболее привлекательной была концепция геоцентризма, оставлявшая в тени гелиоцентризм. Постепенно ситуация изменилась, что позволило и сторонникам альтернативной точки зрения утвердить свое мировоззрение. Возникла данная система в пифагорейской школе. Как считал автор гелиоцентрической системы мира, Филолай из Кротона, Земля ничем не отличается от других планет и движется вокруг мистического объекта, но не Солнца. В дальнейшем это представление совершенствовалось другими мыслителями, и к периоду эпохи Возрождения приверженцы теории пришли к мнению о том, что Солнце является центральным телом, и Земля вращается вокруг него. Позже Коперником была разработана система, в которой планеты совершали круговые равномерные движения.

Сравнение геоцентрической и гелиоцентрической систем мира

На протяжении долгого времени сторонники двух концепций не могли прийти к согласию по нескольким основополагающим аспектам. Дело в том, что обе теории имели множество вариаций, менялись и совершенствовались, но базовые принципы оставались непоколебимы. Главные различия между геоцентрической и гелиоцентрической системами мира сводились к месту Земли во Вселенной и ее отношению к Солнцу. Сторонники первой концепции считали, что планета занимает центральное положение. И, напротив, геоцентризм предполагает, что Земля вращается вокруг Солнца, при этом и обращаясь вокруг своей оси.

Развитие гелиоцентризма Кеплером

Теория с момента ее первой формулировки значительно изменилась к концу XVI в. Можно сказать, что создатель гелиоцентрической системы мира в приближенном к современному пониманию виде - это внесший существенный вклад в дело развития астрономии. Еще в период учебы он осознал важность объяснения сложных движений планет. В дальнейшем он займется разработкой возможностей для вычисления масштабов планетной системы с помощью наблюдательных данных.

Из научных знаний, сформулированных Кеплером, можно отметить движение планет по эллипсу, введение понятия орбиты, а также обоснование новых законов, определяющих положение Земли относительно Солнца. Конечно, пифагорейский создатель гелиоцентрической системы мира, скорее всего, не предполагал, насколько может быть развита его концепция. Но именно мыслители античности позволили укрепить идею о наиболее точном мироустройстве.

Влияние гелиоцентризма на развитие физики

Распространение теории способствовало развитию физики и механики. Дело в том, что для ученых, которые вели исследования в этих сферах, стоял важный вопрос - почему движение земного шара не ощущается людьми? Ответом стала относительность движения. Геоцентрическая и гелиоцентрическая системы мира по-разному представляют действие гравитации. В первом случае основой этой силы выступают вложенные сферы, а на базе гелиоцентризма в дальнейшем был сформулирован закон относительности, а также принцип инерции. На основе этих знаний ученые разработали общий метод, посредством которого разрешались практически все проблемы механики.

Значение гелиоцентрической системы мира

В процессе решения задач, которые в разное время ставила гелиоцентрическая концепция мироздания, ученые смогли сформулировать принципы, по которым устроена планетная система. Основу этих исследований составляли планетные движения, что, в свою очередь, оказало влияние на развитие физики. Можно сказать, что приверженцы этой теории положили начало механики в ее классическом виде. Но гораздо интереснее ответ на вопрос о том, в чем состоит значение гелиоцентрической системы мира с точки зрения астрономии. Прежде всего, система стимулировала исследования в области звездной космологии, что позволило открывать и новые просторы Вселенной. Кроме этого, благодаря спорам вокруг гелиоцентризма произошло разграничение научного знания и религии.

Заключение

Несмотря на значительное продвижение технологических средств исследования космоса, даже сегодня не утихают споры о месте Земли во Вселенной, в которых затрагивается геоцентрическая и гелиоцентрическая система мира. Солнце, как и прежде, выступает одним из краеугольных камней в дискуссиях такого рода. Например, многие ученые-креационисты признают, что абсолютно точного ответа на вопросы о нюансах вращения земного шара на данном этапе прогресса никто дать не сможет. Что касается центрального положения во Вселенной, то и здесь не все однозначно. Дело в том, что в условиях бесконечности пространства любая точка может рассматриваться в качестве центра, поэтому о полной победе гелиоцентризма над геоцентризмом пока говорить не приходится.

Геоцентрическая система мира - это такая концепция устройства мироздания, согласно которой центральным телом во всей Вселенной является наша Земля, а Солнце, Луна, а также все остальные звезды и планеты вращаются вокруг нее.

Земля с самых древних времен считалась центром мироздания, имеющего центральную ось и асимметрию «верх - низ». Согласно этим представлениям, Земля удерживается в пространстве при помощи специальной опоры, которая в ранних цивилизациях представлялась гигантскими слонами, китами или черепахами.

Геоцентрическая система как отдельная концепция появилась благодаря древнегреческому математику и Милетскому. Он представлял в качестве опоры Земли мировой океан и предполагал, что Вселенная имеет центрально-симметричное строение и не имеет никакого выделенного направления. По этой причине Земля, находящаяся в центре Космоса, находится в состоянии покоя без всякой поддержки. Ученик Анаксимандра Милетского Анаксимен Милетский несколько отдалился от умозаключений предположив, что Земля удерживается в пространстве Космоса за счет

Геоцентрическая система в течение долгих веков являлась единственно правильным представлением об устройстве мира. Точку зрения Анаксимена Милетского разделял Анаксогор, Птолемей и Парменид. Какой именно точки зрения придерживался Демокрит, истории неизвестно. Анаксимандр уверял, что соответствует цилиндру, у которого высота в три раза меньше, чем диаметр его основания. Анаксогор, Анаксимен и Левкилл утверждали, что Земля плоская. Первым, кто выдвинул предположение о том, что Земля имеет форму шара, был древнегреческий математик, мистик и философ - Пифагор. Далее к его точке зрения присоединились пифагорейцы, Парменид и Аристотель. Таким образом, геоцентрическая система была оформлена в другом контексте, появилась ее каноническая форма.

В дальнейшем каноническая форма геоцентрических представлений активно разрабатывалась астрономами древней Греции. Они считали, что Земля имеет форму шара и занимает центральное положение во Вселенной, которая тоже имеет форму сферы, а также что Космос вращается вокруг мировой оси, вызывая движение небесных светил. Геоцентрическая система постоянно усовершенствовалась новыми открытиями.

Так у Анаксимена возникло предположение о том, что чем выше положение светила, тем больше период его обращения вокруг Земли. Порядок расположения светил был выстроен следующим образом: первой от Земли шла Луна, за ней - Солнце, далее следовали Марс, Юпитер и Сатурн. Относительно Венеры и Меркурия существовали разногласия, основанные на противоречии их расположения. Аристотель и Платон размещали Венеру и Меркурий за Солнцем, а Птолемей утверждал, что они находятся между Луной и Солнцем.

Геоцентрическая система координат используется в современном мире при изучении движения Луны и космических аппаратов вокруг Земли, а также для определения геоцентрических положений движущихся вокруг Солнца Альтернативой геоцентрической теории является согласно которой центральным небесным телом является Солнце, а Земля и другие планеты вращаются вокруг него.

Уже в древности люди хотели получить ответы на такие важные вопросы, как «что такое наша Земля?», «каковы ее размеры?», «каково ее место во Вселенной?» и т. д. Но поиски ответов оказались долгими и трудными.

«Первые ответы на вопрос «как устроен окружающий мир?» древние люди составляли на основе своих непосредственных впечатлений, — пишет в своей книге А.И.Климишин, — так, не ощущая никаких движений Земли, люди, естественно, предположили, что она неподвижна. Наблюдая, как Солнце, Луна, весь небосвод вращаются вокруг Земли, они восприняли это как непреложный факт. У них не было оснований сомневаться в том, что Земля плоская. И, наконец, таким логичным казалось предположение, что она расположена в центре мира...

В Древнем Вавилоне сформировалось представление, будто Земля имеет вид выпуклого круглого острова, плавающего в мировом океане. На земную поверхность будто бы опирается небо — твердый каменный свод, к которому прикреплены звезды и планеты и по которому совершает свою ежедневную прогулку Солнце. Примечательно, что у древних шумеров слово «на» обозначало и «небо» и «камень». Позже основные элементы этой вавилонской модели мира встречаются и у древних евреев; ее, в частности, придерживались и авторы Библии. Например, в книге Иова говорится, будто бы «Бог... распростер небеса твердые, как литое зеркало» (Иов, 37, 18).» Вероятно, в Древней Греции впервые попытались научно объяснить эти явления, разгадать истинную причину их появления. Так выдающийся мыслитель Гераклит Эфесский (около 544—470 гг. до нашей эры) высказал предположение о непрерывном развитии мира. Согласно Демокриту (около 460—370 гг. до нашей эры), Вселенная состоит из бесконечного множества миров, образующихся вследствие столкновения атомов, причем одни миры рождаются, другие находятся в состоянии расцвета, третьи разрушаются. Демокрит предполагал, что Млечный Путь является скоплением большого числа звезд.

У Пифагора встречается мысль о том, что Земля имеет форму шара и что она висит в пространстве без какой бы то ни было поддержки. Аристотель (384—322 гг. до нашей эры) в своем труде «О небе» уже приводит величину земной окружности, из чего следует, что радиус Земли в современной мере равен примерно 10 000 километрам земли, воды, воздуха и огня, тогда как небесные тела состоят из иной, неуничтожимой формы материи — эфира. Ученый утверждал, что упомянутые четыре «стихии» располагаются друг над другом в виде концентрических сфер. Каждый элемент, сместившись со своего «естественного» места, стремится снова занять его. Поэтому, мол, в природе и наблюдаются движения тяжелых элементов вниз (к «центру Вселенной»), а легких — вверх, где они переходят в состояние покоя. Аристотель и его последователи выступали против уже существовавших в то время представлений о возможном вращении Земли вокруг своей оси и ее движении в пространстве. Они выдвинули казавшиеся в то время неопровержимыми доказательства: если бы Земля вращалась вокруг своей оси, то возникал бы встречный ветер, который сдувал бы все с ее поверхности в сторону запада, а движение Земли неминуемо было бы обнаружено по изменению на протяжении года углового расстояния между произвольно взятой на небе парой звезд.

Сейчас известно: земная атмосфера в равной мере принимает участие в суточном вращении Земли, расстояния же до звезд оказались настолько велики, что у Аристотеля не было никаких шансов определить подобное изменение.

Сохранилась до наших дней работа Аристарха Самосского (около 320—230 гг. до нашей эры). Ему удалось измерить угловое расстояние Луны от Солнца в первой четверти. Он также сделал попытку определить размеры и расстояния до Луны и Солнца. По Аристарху, расстояние от Земли до Луны — 19 радиусов Земли, а до Солнца еще в 19 раз больше. По-видимому, имея в виду большие по сравнению с Землей размеры Солнца, Аристарх и высказал предположение, «что неподвижные звезды и Солнце не меняют своего места в пространстве, что Земля движется по окружности вокруг Солнца», как об этом сообщал позже и Архимед.

Во II веке до нашей эры величайший античный астроном Гиппарх определил размеры Луны с исключительной точностью. По Гиппарху, радиус Луны равен 0,27 земных радиусов, что мало отличается от принятого ныне. Расстояние до Луны этот выдающийся астроном определил в 59 радиусов Земли (истинное среднее значение — 60,3). Однако расстояние до Солнца со времени Птолемея и вплоть до XVII века принималось равным 1120, т. е. примерно в 20 раз меньше истинного.

Первые попытки построить модель мира, в которой объяснялись бы прямые и попятные движения планет, были сделаны Евдоксом Книдским (около 408—353 гг. до нашей эры) и Аристотелем. Но шедевром античной астрономии стал труд выдающегося александрийского ученого Клавдия Птолемея (II век нашей эры) «Альмагест», в котором была построена новая теория планетных движений.

В то время все остальные науки о природе были еще только в зачаточном состоянии. Астрономы же, благодаря Птолемею, уже имели метод, позволявший с достаточной для того времени точностью рассчитать положение планет на небе на любое число лет вперед!

В геоцентрической модели мира Птолемея одна планета движется с угловой скоростью по малой окружности — эпициклу, центр которого, т.е другая «средняя планета», обращается с угловой скоростью по деференту вокруг Земли Из-за сложения обоих движений планета в пространстве описывает петлеобразную кривую — гипоциклоиду, что в проекции на небесную сферу при вполне определенных значениях угловых скоростей, а также величинах отношений радиуса эпицикла к радиусу деферента для каждой из планет полностью объясняло ее движение на небе. Эти значения Птолемей определил с большой точностью.

В связи с особенностями движения планеты Меркурий и Венера были названы нижними. Марс, Юпитер и Сатурн — верхними планетами. В системе мира Птолемея центры эпициклов нижних планет всегда расположены на прямой, соединяющей Землю с Солнцем, а каждая из верхних планет находится на эпицикле строго в том же направлении, в котором относительно Земли находится Солнце, иначе говоря, радиусы-векторы эпициклов Марса, Юпитера и Сатурна всегда параллельны между собой. Видно также, что верхняя планета, занимая на небе положение, противоположное Солнцу (противостояние планеты), находится в ближайшем к Земле положении — в перигее (от греческого «пери» — вблизи) В момент же соединения планеты с Солнцем, когда направления на оба светила совпадают, планета находится в апогее — в наиболее удаленной от Земли точке (от греческого «апо» — вдали).

Как замечает А.И. Климишин, «возникает вопрос: если система Птолемея ошибочна, поскольку она основывалась на ложном представлении о неподвижной Земле как центре мироздания, то почему расчеты, проведенные на ее основе, дают правильные результаты? Ведь именно поэтому она использовалась астрономами почти 1400 лет. Ответ на поставленный вопрос очевиден: это система кинематическая. Птолемей не объяснял (да и не мог объяснить), почему движение планеты именно такое, каким он его описывал. Но каждое движение относительно. И, как это ни парадоксально звучит, Птолемей описал и смоделировал движение каждой из планет совершенно правильно — так, как его действительно видит наблюдатель с Земли. Эпицикл верхней планеты и есть отображение движения Земли вокруг Солнца (в случае нижней планеты это ее деферент)».

Но «...с помощью данных Птолемея было трудно согласовать между собой сведения о положениях той или другой планеты, разделенных промежутком времени в несколько сотен лет. Поэтому его система все больше усложнялась, в нее вводили множество дополнительных эпициклов, что сделало ее исключительно громоздкой. Явно противоречила наблюдениям построенная Птолемеем теория движения Луны. В итоге перегруженная эпициклами модель Птолемея рухнула. Произошла революция во взглядах на мир и место Земли во Вселенной...»

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 .