Dom · Alat · Geocentrični i heliocentrični sistemi svijeta: suština, značenje i razlike. Geocentrični i heliocentrični sistemi svijeta: poređenje

Geocentrični i heliocentrični sistemi svijeta: suština, značenje i razlike. Geocentrični i heliocentrični sistemi svijeta: poređenje

Geocentrični sistem svijeta (od starogrčkog Γῆ, Γαῖα - Zemlja) je ideja o ​strukturi svemira, prema kojoj centralni položaj u Univerzumu zauzima nepokretna Zemlja, oko koje je Sunce , Mjesec, planete i zvijezde se okreću. Alternativa geocentrizmu je heliocentrični sistem svijeta.

Razvoj geocentrizma

Od davnina se Zemlja smatrala centrom svemira. U ovom slučaju pretpostavljeno je prisustvo centralne ose Univerzuma i asimetrija „gore-dno“. Zemlju je od pada čuvala neka vrsta potpore, za koju se u ranim civilizacijama smatralo da je neka vrsta divovske mitske životinje (kornjače, slonovi, kitovi). Prvi starogrčki filozof Tales iz Mileta vidio je prirodni objekt - svjetski okean - kao ovu potporu. Anaksimandar iz Mileta je sugerisao da je Univerzum centralno simetričan i da nema nikakav istaknuti pravac. Dakle, Zemlja, koja se nalazi u centru Kosmosa, nema razloga da se kreće u bilo kom pravcu, odnosno slobodno leži u centru Univerzuma bez oslonca. Anaksimandrov učenik Anaksimen nije slijedio svog učitelja, vjerujući da je Zemlja zaštićena od pada komprimiranim zrakom. Anaksagora je bio istog mišljenja. Anaksimandrovo gledište, međutim, dijelili su Pitagorejci, Parmenid i Ptolomej. Demokritov stav nije jasan: prema različitim dokazima, on je slijedio Anaksimandra ili Anaksimena.

Jedna od najranijih slika geocentričnog sistema koje su došle do nas (Makrobije, Komentar Scipionovog sna, rukopis iz 9. stoljeća)

Anaksimandar je smatrao da je Zemlja u obliku niskog cilindra čija je visina tri puta manja od prečnika osnove. Anaksimen, Anaksagora, Leukip verovali su da je Zemlja ravna, poput stola. Temeljno novi korak napravio je Pitagora, koji je sugerirao da Zemlja ima oblik lopte. U tome su ga pratili ne samo pitagorejci, već i Parmenid, Platon i Aristotel. Tako je nastao kanonski oblik geocentričnog sistema, koji su kasnije aktivno razvili starogrčki astronomi: sferična Zemlja se nalazi u centru sfernog Univerzuma; Vidljivo dnevno kretanje nebeskih tijela je odraz rotacije Kosmosa oko svjetske ose.

Srednjovjekovni prikaz geocentričnog sistema (iz kosmografije Petra Apijana, 1540.)

Što se tiče redoslijeda svjetiljki, Anaksimandar je razmatrao zvijezde koje se nalaze najbliže Zemlji, a zatim Mjesec i Sunce. Anaksimen je prvi sugerirao da su zvijezde objekti koji su najudaljeniji od Zemlje, fiksirani na vanjskom omotaču Kosmosa. U tome su ga slijedili svi naredni naučnici (sa izuzetkom Empedokla, koji je podržavao Anaksimandra). Pojavilo se mišljenje (prvi put, vjerovatno, među Anaksimenom ili Pitagorejcima) da što je duži period okretanja svjetiljke u nebeskoj sferi, to je ono veće. Dakle, redoslijed svjetiljki bio je sljedeći: Mjesec, Sunce, Mars, Jupiter, Saturn, zvijezde. Merkur i Venera ovdje nisu uključeni jer su Grci imali nesuglasice oko njih: Aristotel i Platon su ih smjestili odmah iza Sunca, Ptolomej - između Mjeseca i Sunca. Aristotel je vjerovao da nema ničega iznad sfere fiksnih zvijezda, čak ni svemira, dok su stoici vjerovali da je naš svijet uronjen u beskrajni prazan prostor; atomisti su, slijedeći Demokrita, vjerovali da izvan našeg svijeta (ograničenog sferom fiksnih zvijezda) postoje drugi svjetovi. Ovo mišljenje su podržavali epikurejci; slikovito ga je izložio Lukrecije u svojoj pesmi „O prirodi stvari“.


"Slika nebeskih tijela" je ilustracija Ptolomejevog geocentričnog sistema svijeta, koju je napravio portugalski kartograf Bartolomeu Velho 1568. godine.

Čuva se u Nacionalnoj biblioteci Francuske.

Opravdanje geocentrizma

Starogrčki naučnici su, međutim, na različite načine potkrijepili središnji položaj i nepokretnost Zemlje. Anaksimandar je, kao što je već naznačeno, kao razlog istakao sfernu simetriju Kosmosa. Aristotel ga nije podržao, iznevši kontraargument, kasnije pripisan Buridanu: u ovom slučaju, osoba koja se nalazi u centru prostorije u kojoj se nalazi hrana uz zidove treba da umre od gladi (vidi Buridanov magarac). Sam Aristotel je opravdao geocentrizam na sljedeći način: Zemlja je teško tijelo, a prirodno mjesto za teška tijela je centar Univerzuma; kako iskustvo pokazuje, sva teška tijela padaju okomito, a pošto se kreću prema centru svijeta, Zemlja je u centru. Pored toga, Aristotel je odbacio orbitalno kretanje Zemlje (koje je pretpostavio pitagorejac Filolaj) na osnovu toga da bi ono trebalo da dovede do paralaktičkog pomeranja zvezda, što se ne primećuje.

Crtež geocentričnog sistema svijeta iz islandskog rukopisa datiranog oko 1750

Određeni broj autora daje i druge empirijske argumente. Plinije Stariji, u svojoj enciklopediji Prirodna istorija, opravdava središnji položaj Zemlje jednakošću dana i noći tokom ekvinocija i činjenicom da se tokom ekvinocija izlazak i zalazak posmatraju na istoj liniji, a izlazak Sunca na dan ljetnjeg solsticija je na istoj liniji, što je isto kao i zalazak sunca na dan zimskog solsticija. Sa astronomske tačke gledišta, svi ovi argumenti su, naravno, nesporazum. Malo bolji su argumenti koje je naveo Kleomed u udžbeniku „Predavanja iz astronomije“, gde kontradikcijom potkrepljuje centralnost Zemlje. Po njegovom mišljenju, da je Zemlja istočno od centra Univerzuma, tada bi senke u zoru bile kraće nego u zalasku, nebeska tela pri izlasku bi izgledala veća nego pri zalasku, a trajanje od zore do podneva bi bilo kraće. nego od podneva do zalaska sunca. Pošto se sve ovo ne posmatra, Zemlja se ne može pomeriti na zapad od centra sveta. Slično, dokazano je da se Zemlja ne može pomjeriti prema zapadu. Nadalje, ako bi se Zemlja nalazila sjeverno ili južno od centra, sjene bi se pri izlasku sunca širile u smjeru sjevera ili juga, respektivno. Štaviše, u zoru u dane ekvinocija, senke su usmerene tačno u pravcu zalaska sunca ovih dana, a pri izlasku sunca na dan letnjeg solsticija, senke ukazuju na tačku zalaska sunca na dan zime solsticij. Ovo također ukazuje da Zemlja nije pomaknuta sjeverno ili južno od centra. Kada bi Zemlja bila iznad centra, tada bi se moglo posmatrati manje od polovine neba, uključujući manje od šest znakova zodijaka; kao posledica toga, noć bi uvek bila duža od dana. Slično je dokazano da se Zemlja ne može nalaziti ispod centra svijeta. Dakle, može biti samo u centru. Ptolomej daje približno iste argumente u prilog centralnosti Zemlje u Almagestu, knjiga I. Naravno, argumenti Kleomeda i Ptolemeja samo dokazuju da je Univerzum mnogo veći od Zemlje, pa su stoga i neodrživi.


Stranice iz SACROBOSCA "Tractatus de Sphaera" sa Ptolemejskim sistemom - 1550.

Ptolomej takođe pokušava da opravda nepokretnost Zemlje (Almagest, knjiga I). Prvo, ako bi se Zemlja pomaknula iz centra, tada bi se uočili upravo opisani efekti, ali pošto nisu, Zemlja je uvijek u centru. Drugi argument je vertikalnost putanja padajućih tijela. Ptolomej opravdava odsustvo aksijalne rotacije Zemlje na sljedeći način: ako bi se Zemlja rotirala, onda bi „... svi objekti koji ne počivaju na Zemlji trebali izgledati kao da čine isto kretanje u suprotnom smjeru; ni oblaci ni drugi leteći ili lebdeći objekti se nikada neće vidjeti da se kreću prema istoku, budući da će ih kretanje zemlje prema istoku uvijek odbaciti, tako da će se činiti da se ti objekti kreću prema zapadu, u suprotnom smjeru." Nedosljednost ovog argumenta postala je jasna tek nakon otkrića temelja mehanike.

Objašnjenje astronomskih pojava sa pozicije geocentrizma

Najveća poteškoća za drevnu grčku astronomiju predstavljalo je neravnomjerno kretanje nebeskih tijela (posebno retrogradno kretanje planeta), budući da su se u pitagorejsko-platonskoj tradiciji (koju je Aristotel u velikoj mjeri slijedio) smatrali božanstvima koja bi trebala samo jednoliko kretati. Da bi se prevazišla ova poteškoća, stvoreni su modeli u kojima su složena prividna kretanja planeta objašnjena kao rezultat dodavanja nekoliko jednolikih kružnih kretanja. Konkretno oličenje ovog principa bila je teorija homocentričnih sfera Eudoksa-Kalipa, koju podržava Aristotel, i teorija epiciklusa Apolonija iz Perge, Hiparha i Ptolomeja. Međutim, potonji je bio primoran da djelimično napusti princip ravnomjernog kretanja, uvodeći model equant.

Odbijanje geocentrizma

Tokom naučne revolucije 17. veka postalo je jasno da je geocentrizam nespojiv sa astronomskim činjenicama i da je u suprotnosti sa fizičkom teorijom; Heliocentrični sistem svijeta se postepeno uspostavljao. Glavni događaji koji su doveli do napuštanja geocentričnog sistema bili su Kopernikovo stvaranje heliocentrične teorije kretanja planeta, teleskopska otkrića Galilea, otkriće Keplerovih zakona i, što je najvažnije, stvaranje klasične mehanike i otkriće Njutnov zakon univerzalne gravitacije.

Geocentrizam i religija

Već jedna od prvih ideja suprotstavljenih geocentrizmu (heliocentrična hipoteza Aristarha sa Samosa) dovela je do reakcije predstavnika religiozne filozofije: stoički Kleant je pozvao da se Aristarh izvede pred suđenje zbog pomeranja „ognjišta sveta“, što znači Zemlje. ; nepoznato je, međutim, da li su Cleanthesovi napori okrunjeni uspjehom. U srednjem vijeku, budući da je kršćanska crkva učila da je cijeli svijet stvorio Bog radi čovjeka (vidi Antropocentrizam), geocentrizam je također uspješno prilagođen kršćanstvu. To je također bilo olakšano doslovno čitanjem Biblije. Naučnu revoluciju 17. stoljeća pratili su pokušaji administrativne zabrane heliocentričnog sistema, što je dovelo, posebno, do suđenja poborniku i promoteru heliocentrizma Galileju Galileju. Trenutno se geocentrizam kao religijsko uvjerenje nalazi među nekim konzervativnim protestantskim grupama u Sjedinjenim Državama.

Dobro je poznato da je u staroj Grčkoj (i Rimu) preovladavao geocentrični sistem svijeta. U opisima različitih filozofa razlikuje se u pojedinostima. Najpoznatiji je Aristotelov sistem, koji je očigledno generalizovao podatke poznate prije njega. Ptolomej je takođe koristio ovaj sistem (dodajući ga sa trimovima i epiciklima). U tom obliku prihvaćena je od kršćanske crkve i srednjovjekovne nauke i imala je značajan utjecaj na cjelokupnu evropsku kulturu. Slika 1 prikazuje dijagram Aristotelovog geocentričnog sistema. U nastavku dajemo njegov opis prema A. Pannekoeku.

Fig.1. Geocentrični sistem Aristotela-Ptolomeja

„U sistemu Aristotela, koji je ujedinio fiziku i astronomiju u jedan harmoničan sistem univerzuma, svi teški elementi teže ka centru sveta i akumuliraju se oko njega, formirajući sfernu masu Zemlje; lakši elementi (voda, vazduh, vatra) skupljaju se u slojevima koji se sukcesivno nalaze jedan iznad drugog. Reč "dole" znači do centra sveta, reč "gore" - do okolne nebeske sfere. Pored četiri zemaljska elementa, postoji i peti - savršeni etar, od kojeg su sastavljena nebeska tijela. Tamo gdje se Zemljini elementi završavaju, tamo je, prema Aristotelu, orbita Mjeseca. Planete i Sunce rotiraju iza orbite Mjeseca. Sfera Sunca rotira tokom cijele godine, sfere planeta svaka imaju svoj period rotacije. Nebeska sfera, noseći zvijezde, dnevno se okreće oko svjetske ose. Sa sobom nosi sve unutrašnje sfere, i to objašnjava svakodnevno zalaženje i izdizanje svih svjetiljki.”

Uvek sam bio iznenađen naivnošću i istovremeno složenošću ovog sistema, koji podseća na zupčanike satnog mehanizma. Rotacija nebeskog svoda može se smatrati činjenicom posmatranja, a objašnjenje za svakodnevno kretanje svjetiljki izgleda sasvim prirodno. Ali da bi se prikazalo godišnje kretanje Sunca i ugaono kretanje planeta, bilo je potrebno uvesti dodatne sfere - svaka je svjetiljka imala svoju sferu, a bilo ih je potrebno sve povezati s rotacijom sfere fiksne zvijezde (da ne spominjemo ukrase i epicikle koji su se pojavili kasnije). Očigledno su neki antički filozofi osjetili tu izvještačenost. Tako je Heraklid Pontski objasnio svakodnevno kretanje svjetiljki rotacijom Zemlje oko svoje ose; Venera i Merkur u njegovom sistemu su se okretali oko Sunca, ali je Zemlju ipak postavio u centar svemira. Ali Aristarh sa Samosa, koga je F. Engels s pravom nazvao Kopernikom antičkog sveta, učio je da je Sunce u centru univerzuma, a da se Zemlja i planete okreću oko njega.

To znači da je heliocentrični sistem bio poznat već u antičko doba, ali nije bio u širokoj upotrebi. Kao što H. P. Blavatsky napominje u “Otkrivenoj Izidi”, heliocentrični sistem, kao i sferičnost Zemlje, bili su poznati Egipćanima od pamtiveka.

UVOD

Klaudije Ptolomej je poznati aleksandrijski astronom, matematičar i geograf iz 2. veka nove ere, jedan od najvećih naučnika antike. Čitav milenijum niko se nije mogao porediti sa Ptolemejem u oblasti astronomije. Nema sačuvanih referenci o njegovom životu i aktivnostima među istoričarima ovog perioda. Također, ostali su nepoznati čak i približni datumi Ptolomejevog rođenja i smrti, kao i bilo koje činjenice iz njegove biografije.

Ali zahvaljujući svojim delima ostao je u istoriji. Na veliku sreću modernih istoričara, preživjela su gotovo sva njegova glavna djela. Ptolomejevo glavno djelo, Almagest, bio je glavni udžbenik iz astronomije do početka 17. vijeka.

U Almagestu, Ptolomej opširno primjenjuje rezultate zapažanja svog velikog prethodnika Hiparha (2. vijek prije nove ere). Hiparh je pratio i posmatrao nebeska tela i nastojao da otkrije obrasce kretanja planeta, jer su oni predstavljali veliku misteriju za astronome tog vremena. Činilo se da planete opisuju petlje dok su se kretale po nebu. Ova poteškoća je povezana sa kretanjem same Zemlje. Kada se čini da Zemlja "sustiže" drugu planetu, tada na prvi pogled može izgledati da planeta zastaje, a zatim se vraća nazad. Međutim, drevni astronomi su mislili da planete zapravo čine tako složena kretanja oko Zemlje i na tome su zasnivali svoje teorije.

Poglavlje I. Geocentrični sistem svijeta Ptolomeja

1.1.Razvoj geocentrizma

Od davnina se Zemlja smatrala centrom svemira. Istovremeno, pretpostavljeno je postojanje centralne ose Univerzuma i asimetrija „gore-dno“. Neka vrsta potpore spasila je zemlju od pada. U ranim civilizacijama, ogromna mitska životinja ili životinje (slonovi, kitovi, kornjače) služile su kao oslonac. Prvi starogrčki mislilac i filozof Tales iz Mileta zamislio je prirodni objekat - svjetski okean - kao tu potporu. Anaksimandar iz Mileta je priznao ideju da je Univerzum centralno simetričan i da nema nikakav specifičan pravac. Iz tog razloga, Zemlja, koja se nalazi u centru Kosmosa, nema razloga da se kreće u bilo kom smeru, odnosno direktno leži u centru Univerzuma bez oslonca. Anaksimandrov učenik Anaksimen se nije složio sa teorijom svog učitelja, verujući da komprimovani vazduh sprečava pad Zemlje. Anaksagora se takođe držao ovog gledišta. Anaksimandrov stav su, međutim, dijelili Pitagorejci, Parmenid i Ptolomej. Demokritov stav nije bio jasan: prema različitim dokazima, slijedio je Anaksimandra ili Anaksimena.



Anaksimandar je pretpostavio da Zemlja ima oblik niskog cilindra čija je visina tri puta manja od prečnika osnove. Anaksimen, Anaksagora, Leukip su pretpostavili da je Zemlja ravna, nešto poput stola. Potpuno novi korak napravio je Pitagora, koji je pretpostavio da Zemlja ima oblik lopte. U ovoj pretpostavci su ga pratili ne samo pitagorejci, već i Platon, Parmenid i Aristotel. Tako se pojavio kanonski oblik geocentričnog sistema, koji su kasnije razvili starogrčki astronomi: sferna Zemlja u centru sfernog Univerzuma; Vidljivo dnevno kretanje nebeskih tijela je odraz rotacije Kosmosa oko svjetske ose.

Anaksimandar je verovao da su zvezde najbliže Zemlji, a zatim Mesec i Sunce. Anaksimen je prvi sugerirao da su zvijezde objekti koji su najudaljeniji od Zemlje, a koji su fiksirani na vanjskom omotaču Kosmosa. U tome su ga slijedili svi naredni naučnici (izuzetak: Empedokle; on se držao teorije Anaksimandra). Pojavio se sud (prvi put, najvjerovatnije, među Anaksimenom ili Pitagorejcima) da što je duži period okretanja zvijezde u nebeskoj sferi, to je ona viša, a samim tim i dalje. Dakle, redoslijed svjetiljki bio je sljedeći: Mjesec, Sunce, Mars, Jupiter, Saturn i zatim zvijezde. Ova lista ne uključuje Merkur i Veneru, jer su Grci imali sporove oko njih: Aristotel i Platon su ih smjestili odmah iza Sunca, Ptolomej - između Mjeseca i Sunca. Aristotel je vjerovao da nema ničega iznad sfere fiksnih zvijezda, uključujući prostor, dok su stoici vjerovali da je naš svijet uronjen u beskrajni prazan prostor; slijedeći Demokritove sudove, pretpostavili su da izvan našeg svijeta (koji je ograničen sferom fiksnih zvijezda) postoje drugi svjetovi. Ovo mišljenje su podržali epikurejci, a slikovito ga je izrazio i Lukrecije u pesmi „O prirodi stvari“.



1.2 Opravdanje geocentrizma

Starogrčki naučnici imali su različita mišljenja, opravdavajući centralni položaj i nepokretnost Zemlje. Anaksimandar je kao razlog istakao sfernu simetriju Kosmosa. Nije ga podržao Aristotel, koji je iznio protuargument: u ovom slučaju, osoba koja se nalazi u centru prostorije, u blizini čijih zidova ima hrane, treba da umre od gladi. Ovaj argument je kasnije pripisan Buridanu. Sam Aristotel je direktno potkrijepio geocentrizam na sljedeći način: Zemlja je teško tijelo, a prirodno mjesto za teška tijela je centar Univerzuma; a, kako iskustvo pokazuje, sva teška tijela padaju okomito, a pošto se kreću prema centru svijeta, Zemlja je u centru. Uz to, Aristotel je poricao orbitalno kretanje Zemlje (ovo je pretpostavio pitagorejac Filolaj) na osnovu toga da bi ono trebalo da dovede do paralaktičkog pomjeranja zvijezda, što se ne opaža.

Nekoliko autora daje i druge empirijske argumente. Plinije Stariji, u svojoj enciklopediji Prirodna istorija, zagovara centralni položaj Zemlje jednakošću dana i noći tokom ekvinocija, kao i činjenicom da se tokom ekvinocija izlazak i zalazak sunca mogu posmatrati na istoj liniji, a izlazak sunca na ljetnom solsticiju nalazi se na istoj liniji kao i zalazak sunca na zimskom solsticiju. Sa stanovišta astronomije, ovi argumenti i argumenti su prirodno pogrešni. Ništa bolji nisu ni argumenti koje je Kleomed dao u svom udžbeniku „Predavanja iz astronomije“. On objašnjava centralnost Zemlje kontradikcijom. Vjerovao je da kada bi se Zemlja nalazila istočno od centra Univerzuma, tada bi senke u zoru bile kraće nego u zalasku, nebeska tijela pri izlasku sunca izgledala bi veća nego pri zalasku, a trajanje od zore do podneva bi bilo kraće. nego od podneva do zalaska sunca. Ali pošto sve ovo nedostaje, možemo zaključiti da se Zemlja ne može pomeriti na zapad od centra sveta. Analogno se dokazuje da se Zemlja ne može pomeriti na zapad. Nadalje, ako bi se Zemlja nalazila sjeverno ili južno od centra, sjene bi pri izlasku bile u smjeru sjevera ili juga, respektivno. Osim toga, u zoru u dane ekvinocija, senke bi bile usmerene tačno u pravcu zalaska sunca ovih dana, a pri izlasku sunca na dan letnjeg solsticija, senke bi upućivale na tačku zalaska sunca tog dana zimskog solsticija. Ovo također objašnjava da Zemlja nije pomjerena sjeverno ili južno od centra. Kada bi se Zemlja nalazila iznad centra, tada bi se moglo posmatrati manje od polovine neba, uključujući manje od šest znakova zodijaka; što bi rezultiralo time da je noć uvijek duža od dana. Po analogiji: Zemlja ne može biti ispod centra svijeta. Iz svega navedenog možemo zaključiti da se može nalaziti samo u centru. Ptolomej je izneo približno slične argumente u prilog centralnosti Zemlje u Almagestu, knjiga I. Naravno, argumenti Kleomeda i Ptolemeja samo potvrđuju da je Univerzum neuporedivo mnogo veći od Zemlje, pa su iz tog razloga i neosnovani. .

1.3 Geocentrični sistem svijeta Ptolomeja

Ptolomej je, ističući i nadovezujući se na Hiparhova dostignuća, istraživao pokretna nebeska tijela. Dao je značajan doprinos upotpunjavanju i razjašnjavanju koncepta kretanja Mjeseca, a također je unaprijedio teoriju pomračenja. Međutim, istinski veliki naučni podvig naučnika bilo je njegovo formiranje matematičke teorije vidljivog kretanja planeta. Ova teorija se zasnivala na sljedećim principima:

· Sferičnost Zemlje;

· Ogromna udaljenost od sfere zvijezda;

· Ujednačenost i kružna priroda kretanja nebeskih tijela;

· Nepokretnost Zemlje;

· Centralni položaj Zemlje u Univerzumu.

Ptolomejeva teorija je kombinirala koncepte epicikla i ekscentrika. On je pretpostavio da oko stacionarne Zemlje postoji krug (deferent) sa centrom malo pomerenim u odnosu na centar Zemlje (ekscentrično).Prema deferentu, centar manjeg kruga - epicikla - kreće se sa ugaona brzina koja je nepromijenjena u odnosu na vlastiti centar deferenta, a ne na samu Zemlju, već na tačku koja se nalazi simetrično u odnosu na centar deferenta u odnosu na zemlju (ekvant). Sama planeta u Ptolemejskom sistemu kreće se jednoliko duž epicikla. Da bi se opisale novootkrivene nepravilnosti u kretanju planeta i Mjeseca, uvedeni su novi dodatni epicikli - drugi, treći itd. Planeta se nalazila na potonjem. Ptolomejeva teorija je omogućila da se unaprijed izračunaju kompleksna kretanja planeta u obliku petlje (njihovo ubrzanje i usporavanje, stacionarna i retrogradna kretanja). Na osnovu astronomskih tabela koje je formirao Ptolemej, položaji planeta su se mogli izračunati sa vrlo velikom tačnošću za ta vremena (postojala je greška manja od 10").

Iz osnovnih svojstava kretanja planeta, čiji je koncept definirao Ptolomej, može se identificirati nekoliko vrlo važnih obrazaca:

1. Uslovi za kretanje planeta iznad i ispod Sunca značajno se razlikuju.

2. Sunce igra karakterističnu ulogu u kretanju obe planete.

Faze planetarne revolucije, bilo po deferentima (za niže planete) ili po epiciklima (za gornje), biće jednake periodu okretanja Sunca, odnosno godinu dana. Smjer deferenta donjih planeta i epiciklusa gornjih je u vezi sa ravninom ekliptike. Pažljivo proučavanje ovih svojstava kretanja planeta dovelo bi Ptolomeja do jednostavnog zaključka, koji bi glasio: Sunce, a ne Zemlja, je centar planetarnog sistema. Ovaj zaključak iznio je Aristarh sa Samosa mnogo prije Ptolomeja. On je tvrdio da je Zemlja nekoliko puta manja od Sunca. Bez sumnje je jasno da se manje tijelo kreće oko većeg, a ne obrnuto. Iako Ptolomej nije mogao direktno odrediti razmjere drugih planeta, ipak je bilo jasno da su sve one mnogo manje od Sunca.

Ptolomejev sistem ne samo da je objasnio prividna kretanja planeta, već je i omogućio da se izračunaju njihove pozicije za budućnost sa tačnošću koja je u potpunosti zadovoljila nesavršeno istraživanje golim okom. Zato, iako u osnovi neispravan, sistem isprva nije podsticao ozbiljne kontradikcije, a kasnije je otvorene prigovore na njega brutalno potisnula kršćanska crkva.

Nepodudarnosti između ovog koncepta i zapažanja, koje su se pojavile kako se tačnost posmatranja povećavala, eliminisane su povećanjem složenosti sistema. Na primjer, neke netočnosti u prividnim kretanjima planeta, otkrivene kasnijim zapažanjima, objašnjene su činjenicom da se planeta ne okreće oko središta prvog epicikla, već središta drugog epicikla, duž obima od kojih se planeta kreće. Kada su se pojavile nepreciznosti u sličnoj konstrukciji za bilo koju planetu, uvedena je treća, četvrta itd. epicikli, sve dok položaj planete u krugu posljednjeg od njih nije dao manje-više prihvatljivo slaganje sa zapažanjima i istraživanjima.

Do početka 16. vijeka. Ptolomejev sistem je bio toliko težak da više nije mogao da zadovolji uslove i zahteve koje je astronomiji nametali praktični život, a prvenstveno navigacija. Za izračunavanje položaja planeta bile su potrebne jednostavnije metode. A zahvaljujući stvaranju briljantnog poljskog naučnika Nikolaja Kopernika, koji je kasnije razvio i postavio temelje astronomije, stvorene su takve metode i bez njih se moderna astronomija ne bi mogla pojaviti i razvijati.

> Šta je geocentrični model Univerzuma?

: opis kretanja nebeskih tijela po orbitama, model antičke Grčke, Ptolomeja i srednjeg vijeka, poređenje sa heliocentrizmom.

Hiljadama godina ljudi su gledali u noćno nebo i pokušavali da shvate šta je Univerzum. A ponekad su se mišljenja radikalno razlikovala. Davno, mađioničari i drevni mudraci su čvrsto vjerovali da je svijet ravna (kvadratna) površina oko koje se nalaze i. Kasnije su primijetili da se neke zvijezde ne kreću i počeli su ih nazivati ​​planetama.

Prođe neko vrijeme i čovječanstvo shvati da živimo na okruglom objektu, pa je počelo prilagođavati okolne mehanizme tom razumijevanju. Postepeno se formirao novi model iz kojeg je proizašao geocentrični model sveta. Iako se dugo nije koristio, jednom je odgovarao na fundamentalna pitanja o strukturi Univerzuma.

Naravno, nije iznenađujuće što su ljudi vjerovali da naša planeta Zemlja stoji u središtu svega, ne samo Sunčevog sistema, već cijelog Univerzuma. Na kraju je bilo primjetno da Sunce i Mjesec mijenjaju položaje na nebu. Dakle, sa stanovišta zemaljskih posmatrača, mi stojimo mirno, a sve okolo se kreće.

Tako su u obzir uzeti dokumenti starih Babilonaca i Egipćana, koji su podstakli teoriju da je Zemlja u središtu svega. U to su nastavili vjerovati u 17. i 18. vijeku. No, pojavile su se mnoge nedosljednosti, koje su nas natjerale da tražimo novi model, jer ih geocentrični model nije mogao objasniti.

Poređenje geocentričnih i heliocentričnih modela Univerzuma

Geocentrični model svemira u staroj Grčkoj

Ne postoji precizan zapis o tome ko je prvi razvio geocentrični model svijeta, ali rane reference datiraju iz 6. stoljeća prije Krista. Filozof Anaksimandar je sugerisao da Zemlja miruje, a da se Sunce i Mjesec okreću oko sebe. U isto vrijeme, Pitagorejci dodaju da je naša planeta okrugla, jer su vidjeli pomračenja. Sve do 4. veka p.n.e ova ideja je kombinovana sa geocentričnim univerzumom, koji je pomogao u izgradnji kosmološkog sistema.

Platon i Aristotel dali su veliki doprinos ovoj ideji. Prvi su vjerovali da se planeta ne kreće. Od njega se protežu sfere na kojima se nalaze Sunce, Mjesec i druge planete u pokretu. Model je proširio Eudoks iz Knida, koji se oslanjao na matematičko objašnjenje kretanja planeta. Aristotel je tada intervenirao i dodao da se objekti okolo kreću u koncentričnim sferama.

Ilustracija modela univerzuma Anixamadra. Na lijevoj strani je danju tokom ljeta, a na desnoj je noću zimi.

Sfere su se kretale različitim brzinama i predstavljale su neuništivu supstancu - etar. Zatim je dodao opis 4 najvažnija elementa: zemlje, vode, vatre, vazduha, a dodao je i „nebeski etar“.

Aristotel je pisao da je zemlja najteži element, stoga je privlači centar, a ostali formiraju slojeve oko njega. Na samom kraju nalazio se etar, u kojem su „plutala“ nebeska tijela. Još jedna važna inovacija je dodavanje “motora”. Filozof je vjerovao da postoji neka sila ili čak biće koje pokreće mehanizam.

Naravno, sve su to potvrdile i određene teorije. Na primjer, ako se planeta kreće, tada bi došlo do značajnog pomaka zvijezda ili . Ispostavilo se da su nepomični ili da se nalaze mnogo dalje. Naravno, radije su odabrali prvu opciju, jer je to najjednostavnije objašnjenje.

Sjaj Venere poslužio je kao dodatni dokaz. Vjerovali su da se uvijek nalazi na istoj udaljenosti od nas u bilo kojem vremenskom periodu. Naravno, kasnije se ispostavilo da planeta ima faze. Ali stari ljudi nisu imali teleskope.

Geocentrični model univerzuma Ptolomej

Naravno, opisani model je imao nedostatke i autori su to znali. Na primjer, sjaj Merkura, Jupitera i Marsa se povremeno mijenjao. Osim toga, uočeno je „retrogradno kretanje“ iza njih, kada su usporili, našli se iza, a zatim ponovo napredovali u kretanju.

Sve je to dovelo do još više nesuglasica koje je egipatsko-grčki astronom Ptolomej morao riješiti. U drugom veku nove ere. piše "Almagest". Uveo je geocentrični model svemira od Ptolomeja, koji će se smatrati dominantnim u narednih 1500 godina. Slijedio je drevne tradicije i ponovio da se Zemlja nalazi u centru, a objekti se kreću oko nje.

Ovdje se pojavljuje nova ideja - postojanje dvije sfere. Prvi je deferent, koji je krug udaljen od naše planete. Korišćen je za obračun razlika u dužini godišnjih doba. Drugi je epicikl. Nalazio se u prvoj sferi (krug unutar kruga) i objašnjavao je retrogradno kretanje planeta.

Ali ni to nije otklonilo sve sumnje. Ono što je posebno zabrinjavalo je to što je retrogradna petlja planeta (prvenstveno) ponekad bila veća ili manja od očekivanog. Da bi riješio ovaj problem, Ptolomej je stvorio ekvant - geometrijski instrument blizu centra planetarne orbite, koji ga je pokrenuo ujednačenom ugaonom brzinom.

Posmatraču se u ovom trenutku čini da se epicikl uvijek kreće konstantnom brzinom. Sistem je trajao u cijelom Rimskom carstvu, srednjovjekovnoj Evropi i islamskom svijetu, ostajući nepromijenjen hiljadu godina. Ali ovaj mehanizam je izgledao neverovatno složen i glomazan.

Geocentrični model svemira u srednjem vijeku

U srednjem vijeku, tema geocentričnog modela ponovo je postala relevantna, jer se dobro uklapala u kršćanska vjerovanja. Toma Akvinski je preuzeo razvoj sistema, pokušavajući da ujedini vjeru i razum.

Stranice iz Traktata o sferi (1550), koje prikazuju Ptolemejov sistem

Sve je počelo činjenicom da je planeta podijeljena na "nebo" i zemlju. Zemlja se nalazila u središtu kreacije, a nebesa su bila iza njega. Sve je to podstaklo kršćansko vjerovanje da je čovjek glavna tvorevina Božja. Osim toga, dobro je došao Aristotelov „motor“, čije je mjesto zauzeo Bog.

Naravno, niko se nije usudio da ospori ideju da se nebesa okreću oko planete, jer je to jeres, pa čak i kažnjivo. Takva je situacija ostala sve do objavljivanja knjige „O rotaciji nebeskih sfera“ u 16. veku. Njegov autor je Nikola Kopernik, koji se usudio da dokaže ispravnost heliocentričnog modela Univerzuma. Naravno, u uslovima progona i progona, rad je morao biti objavljen posthumno, a geocentrični i heliocentrični model postali su rivali.

Vrijedi napomenuti da je u muslimanskom svijetu geocentrični model postojao iu srednjem vijeku. Ali već od 10. veka nove ere. Astronomi su se pojavili da izazovu Ptolomejev rad. Među njima je bio i As-Sijizi (945-1020). Vjerovao je da se Zemlja okreće oko svoje ose i oko Sunca. Ali on je pristupio sa strane filozofije, a ne matematike.

Nekoliko andaluzijskih astronoma se takođe protivilo geocentričnom modelu u 11. i 12. veku. Arzakel je potpuno napustio grčku teoriju jednolikog kružnog kretanja i rekao da Merkur putuje po elipsi.

U 12. veku se uključio Alptragius. Stvorio je novi model kojem nije bio potreban ekvant, epicikl i ekscentričnost. Ovu ideju pratilo je objavljivanje Matalibe Fakhrudina al-Razija, koja se bavila konceptualnom fizikom. Pobijala je ideju o centralnosti Zemlje. Umjesto toga, sugerirao je da postoji naš svijet, iza kojeg postoje hiljade drugih svjetova.

Zemljina rotacija je bila popularna tema razgovora u opservatoriji Magar (istočni Iran) u 13. do 15. vijeku. Iako se sve ovo razvilo na nivou filozofije i nije se ticalo heliocentrizma, mnogi dokazi su podsjećali na one koje će Kopernik kasnije iznijeti.

Heliocentrični model i geocentrični model Univerzuma

Nikola Kopernik počinje da razvija heliocentrični model u 16. veku. Sadrži sve njegove misli i naučne radove. Nije nastao od nule, već je korišten razvoj opozicionih geocentrista.

Kopernik je 1514. objavio malu raspravu, “Mali komentar”, koju je podijelio svojim prijateljima. Rukopis je imao samo 40 stranica, sažeto opisujući heliocentričnu hipotezu. Sve se zasnivalo na 7 glavnih principa:

  • Središte Zemlje je centar lunarne sfere (Mjesec se okreće oko Zemlje).
  • Sve sfere se okreću oko Sunca, koje se nalazi u blizini univerzalnog centra.
  • Udaljenost između Zemlje i Sunca je mali dio udaljenosti od Sunca do drugih zvijezda, tako da ne vidimo paralaksu.
  • Zvijezde su nepomične. Čini nam se da se kreću jer Zemlja rotira oko svoje ose.
  • Zemlja se okreće oko Sunca, zbog čega izgleda da Sunce migrira.
  • Zemlja ima više od jednog kretanja.
  • Zemlja se kreće u orbiti oko Sunca, zbog čega izgleda da planete oko nje idu u pogrešnom smjeru.

Drugi jednako poznati antički naučnik, Demokrit - osnivač koncepta atoma, koji je živio 400 godina prije nove ere - vjerovao je da je Sunce mnogo puta veće od Zemlje, da sam Mjesec ne sija, već samo reflektuje sunčevu svjetlost, a Mliječni put se sastoji od ogromnog broja zvijezda. Sumirajte sva saznanja koja su akumulirana do 4. vijeka. BC e., mogao je istaknuti filozof antičkog svijeta Aristotel (384-322 pne).

Rice. 1. Geocentrični sistem svijeta Aristotela-Ptolomeja.

Njegove aktivnosti pokrivale su sve prirodne nauke – informacije o nebu i Zemlji, o obrascima kretanja tela, o životinjama i biljkama, itd. Aristotelova glavna zasluga kao naučnika enciklopediste bila je stvaranje jedinstvenog sistema naučnog znanja. Gotovo dvije hiljade godina njegovo mišljenje o mnogim pitanjima nije dovodilo u pitanje. Prema Aristotelu, sve teško teži centru Univerzuma, gdje se akumulira i formira sfernu masu - Zemlju. Planete su postavljene na posebne sfere koje se okreću oko Zemlje. Takav sistem svijeta nazvan je geocentrični (od grčkog naziva za Zemlju - Gaia). Aristotel nije slučajno predložio da se Zemlja smatra nepokretnim centrom svijeta. Kada bi se Zemlja kretala, onda bi, prema Aristotelovom poštenom mišljenju, bila primjetna redovita promjena relativnih položaja zvijezda na nebeskoj sferi. Ali niko od astronoma nije primetio ništa slično ovome. Tek početkom 19. vijeka. Konačno je otkriveno i izmjereno pomicanje zvijezda (paralaksa) koje je rezultat kretanja Zemlje oko Sunca. Mnoge Aristotelove generalizacije bile su zasnovane na zaključcima koji se tada nisu mogli potvrditi iskustvom. Stoga je tvrdio da se kretanje tijela ne može dogoditi ako na njega ne djeluje sila. Kao što znate iz vašeg kursa fizike, ove ideje su opovrgnute tek u 17. veku. u doba Galileja i Njutna.

Heliocentrični model univerzuma

Među drevnim naučnicima, Aristarh sa Samosa, koji je živeo u 3. veku, ističe se po smelosti svojih nagađanja. BC e. On je prvi odredio udaljenost do Mjeseca i izračunao veličinu Sunca, koje se, prema njegovim podacima, pokazalo da je po zapremini više od 300 puta veće od Zemlje. Vjerovatno su ovi podaci postali jedna od osnova za zaključak da se Zemlja, zajedno sa drugim planetama, kreće oko ovog najvećeg tijela. Danas su Aristarha sa Samosa zvali „Kopernik antičkog sveta“. Ovaj naučnik je uveo nešto novo u proučavanje zvezda. Vjerovao je da su oni nemjerljivo dalje od Zemlje od Sunca. Za to doba, ovo otkriće je bilo veoma važno: iz udobnog malog doma, Univerzum se pretvarao u ogroman džinovski svijet. U ovom svijetu, Zemlja sa svojim planinama i ravnicama, sa šumama i poljima, s morima i okeanima postala je sićušna zrnca prašine, izgubljena u grandioznom praznom prostoru. Nažalost, radovi ovog izuzetnog naučnika praktički nisu stigli do nas, a više od hiljadu i po godina čovječanstvo je bilo sigurno da je Zemlja nepokretni centar svijeta. Tome je u velikoj mjeri doprinio matematički opis vidljivog kretanja svjetiljki, koji je za geocentrični sistem svijeta razvio jedan od istaknutih antičkih matematičara - Klaudije Ptolomej u 2. vijeku. AD Najteži zadatak bio je objasniti kretanje planeta u obliku petlje.

Ptolomej je u svom poznatom djelu "Matematički traktat o astronomiji" (poznatiji kao "Almagest") tvrdio da se svaka planeta ravnomjerno kreće duž epicikla - malog kruga, čiji se centar kreće oko Zemlje duž deferenta - velikog kruga. Tako je mogao objasniti posebnu prirodu kretanja planeta, koja ih je razlikovala od Sunca i Mjeseca. Ptolomejev sistem je dao čisto kinematski opis kretanja planeta - nauka tog vremena nije mogla ponuditi ništa drugo. Već ste vidjeli da korištenje modela nebeske sfere za opisivanje kretanja Sunca, Mjeseca i zvijezda omogućava vam da izvršite mnoge proračune korisne u praktične svrhe, iako u stvarnosti takva sfera ne postoji. Isto važi i za epicikle i deferente, na osnovu kojih se sa određenim stepenom tačnosti mogu izračunati položaji planeta.


Rice. 2.

Međutim, s vremenom su se zahtjevi za preciznošću ovih proračuna stalno povećavali, pa je za svaku planetu trebalo dodavati sve više novih epicikla. Sve je to zakomplikovalo Ptolomejev sistem, čineći ga nepotrebno glomaznim i nezgodnim za praktične proračune. Ipak, geocentrični sistem je ostao nepokolebljiv oko 1000 godina. Uostalom, nakon procvata antičke kulture u Evropi, započeo je dug period tokom kojeg nije napravljeno nijedno značajno otkriće u astronomiji i mnogim drugim naukama. Tek u doba renesanse počinje uspon u razvoju znanosti, u kojem je astronomija postala jedna od vodećih. Godine 1543. objavljena je knjiga istaknutog poljskog naučnika Nikolaja Kopernika (1473-1543) u kojoj je obrazložio novi - heliocentrični - sistem svijeta. Kopernik je pokazao da se dnevno kretanje svih zvijezda može objasniti rotacijom Zemlje oko svoje ose, a petljasto kretanje planeta činjenicom da se sve one, uključujući i Zemlju, okreću oko Sunca.

Na slici je prikazano kretanje Zemlje i Marsa u periodu kada, kako nam se čini, planeta opisuje petlju na nebu. Stvaranje heliocentričnog sistema označilo je novu etapu u razvoju ne samo astronomije, već i čitave prirodne nauke. Posebno važnu ulogu odigrala je Kopernikova ideja da iza vidljive slike pojava, koja nam se čini istinita, moramo tražiti i pronaći suštinu ovih pojava, nedostupnu direktnom posmatranju. Heliocentrični sistem svijeta, potkrijepljen, ali ne i dokazan od strane Kopernika, potvrđen je i razvijen u djelima tako istaknutih naučnika kao što su Galileo Galilei i Johannes Kepler.

Galileo (1564-1642), jedan od prvih koji je uperio teleskop u nebo, protumačio je otkrića kao dokaz u korist Kopernikanske teorije. Otkrivši promjenu faza Venere, došao je do zaključka da se takav slijed može uočiti samo ako se okreće oko Sunca.

Rice. 3.

Četiri satelita planete Jupiter koje je otkrio također su opovrgla ideju da je Zemlja jedini centar na svijetu oko kojeg druga tijela mogu rotirati. Galileo nije samo vidio planine na Mjesecu, već je čak i izmjerio njihovu visinu. Zajedno sa nekoliko drugih naučnika, on je takođe posmatrao sunčeve pjege i uočio njihovo kretanje preko solarnog diska. Na osnovu toga je zaključio da se Sunce rotira i da, prema tome, ima onu vrstu kretanja koju je Kopernik pripisao našoj planeti. Dakle, došlo se do zaključka da Sunce i Mjesec imaju određenu sličnost sa Zemljom. Konačno, posmatrajući mnoge slabe zvijezde unutar i izvan Mliječnog puta, nedostupne golim okom, Galileo je zaključio da su udaljenosti do zvijezda različite i da ne postoji „sfera fiksnih zvijezda“. Sva ova otkrića postala su nova faza u razumijevanju položaja Zemlje u svemiru.