Гелиоцентрическая система мира: Ключевые аспекты и влияние на наше понимание Вселенной

Гелиоцентрическая система мира представляет собой теорию, утверждающую, что Солнце является центром Солнечной системы, вокруг которого вращаются все планеты и другие небесные объекты. Эта концепция предполагает, что Земля также вращается вокруг Солнца, одновременно вращаясь вокруг своей оси.

Главным автором гелиоцентризма считается Николай Коперник, однако идея гелиоцентрической системы мира развивалась на протяжении многих веков. Статья рассказывает об истории гелиоцентризма, приводит информацию о его авторах и отражает изменение отношения к этой концепции со временем.

Особенности гелиоцентрической системы мира

Гелиоцентрическая система мира, или гелиоцентризм, представляет собой концепцию, согласно которой Солнце является центральным небесным телом, вокруг которого вращаются Земля и другие планеты. Она возникла в противоположность геоцентрической системе мира, которая преобладала в античности, но получила широкое распространение в XVI-XVII веках.

Термин “гелиоцентризм” происходит от греческого слова “гелиос”, что означает “солнце”. Основные принципы гелиоцентрической системы включают:

Вселенная имеет ограниченные размеры, что позволяет найти ее центр.

Планеты подразделяются на внутренние и внешние космические объекты. Ко второй группе относятся Меркурий и Венера, чьи орбиты находятся внутри земной орбиты вокруг Солнца.

Гелиоцентризм противопоставляется геоцентрической системе Птолемея, которая возникла в античности и была широко принята. В геоцентрической системе Земля считалась неподвижным центром Вселенной, вокруг которого вращались остальные небесные тела, включая Солнце. Предпосылки гелиоцентризма возникли задолго до нашей эры, когда многие ученые древности высказывали исходные предположения о движении Земли и ее обращении вокруг определенного центра, что впоследствии вызвало интерес у более смелых научных мыслителей.

Основные различия между геоцентрической и гелиоцентрической системами:

1. Центр мироздания: В геоцентрической системе Земля находится в центре вселенной, в то время как в гелиоцентрической системе центром является Солнце.
2. Подвижность Земли: Геоцентрическая модель предполагает неподвижность Земли, тогда как гелиоцентрическая система рассматривает несколько форм движения Земли, включая вращение вокруг своей оси и обращение вокруг Солнца.
3. Орбиты небесных тел: В геоцентрической системе Солнце, звезды и планеты вращаются вокруг Земли. В гелиоцентрической концепции все небесные тела движутся по орбитам вокруг Солнца.

Гелиоцентризм в Античности

В рамках пифагорейской школы появилась идея движения Земли. Филолай из Кротона, который был пифагорейцем, предложил модель мира, в которой Земля являлась одной из планет, но вращалась вокруг Центрального Огня, имеющего мистическое значение, а не вокруг Солнца. Однако Аристотель отклонил эту модель, в том числе из-за предполагаемого параллактического смещения звезд.

Теория Гераклида Понтийского

Идея Гераклида Понтийского была более реалистичной. Он предположил, что Земля совершает ежедневное вращение вокруг своей оси. Гераклид также представлял, что Меркурий и Венера вращаются вокруг Солнца, а также вокруг Земли.

Существуют данные, указывающие на то, что у Гераклида была теория, согласно которой Земля, Солнце и планеты обращаются вокруг одной точки центра планетарной системы. По сообщению Теофраста, Платон в свои последние годы сожалел о том, что он придал Земле центральное положение во Вселенной, которое ей не принадлежит.

Учение Аристарха Самосского

Идея истинно гелиоцентрической системы возникла в начале III века до н.э. благодаря работе Аристарха Самосского. Сведения о его гипотезе до нас дошли в небольшом объеме через труды Архимеда, Плутарха и других авторов.

Считается, что Аристарх пришел к гелиоцентризму, основываясь на наблюдении, что Солнце значительно превосходит Землю в размерах. Он предположил, что меньшее тело (Земля) вращается вокруг большего (Солнца), а не наоборот. Несмотря на неизвестность в полной степени разработки гипотезы Аристарха, он сделал важное заключение о том, что относительно расстояний до звезд земная орбита является неприметной, так как в противном случае мы должны были бы наблюдать ежегодные параллаксы звезд.

Гелиоцентризм был ответом на основные проблемы, с которыми столкнулась древнегреческая астрономия, поскольку геоцентрические взгляды, преобладавшие в начале III века до н.э., оказались в кризисном состоянии.

Теория гомоцентрических сфер

Теория гомоцентрических сфер, предложенная Евдоксом, Каллиппом и Аристотелем, была наиболее распространенным вариантом геоцентризма того времени, но она не могла объяснить изменение яркости планет и видимый размер Луны, которые греки связывали с изменением расстояния до этих небесных тел.

Гелиоцентрическая система естественным образом объясняла обратные движения планет и устанавливала порядок следования светил. Греки предполагали зависимость между близостью небесного тела к “сфере неподвижных звезд” и его сидерическим периодом движения.

Солнце, Меркурий и Венера представляли трудности в этой схеме, так как у них были одинаковые сидерические периоды, равные одному году.

Гелиоцентрическая система легко решала эту проблему, поскольку один год соответствовал периоду движения Земли вокруг Солнца. При этом периоды движения (теперь обращения вокруг Солнца) Меркурия и Венеры шли в том же порядке, что и их расстояния до нового центра мира, что могло быть установлено описанным способом.

Известно, что Селевк, вавилонянин живший в первой половине II века до н.э., был одним из непосредственных сторонников гипотезы Аристарха. Несмотря на то, что упоминается только он, это свидетельствует о том, что гелиоцентризм был известен и распространен даже в области Месопотамии.

Секст Эмпирик также упоминает о нескольких приверженцах Аристарха, что указывает на то, что его идеи находили отклик у других ученых. В работе Архимеда “Псаммит” можно найти благожелательные отзывы о гипотезе Аристарха, что свидетельствует о том, что Архимед не исключал возможности ее справедливости.

Некоторые исследователи предлагают аргументы в пользу широкого распространения гелиоцентризма в древности. Возможно, геоцентрическая теория движения планет, изложенная в “Альмагесте” Птолемея, является переработкой гелиоцентрической системы. Лючио Руссо, итальянский математик, приводит свидетельства о развитии динамики гелиоцентрической системы в эллинистическую эпоху на основе общих представлений о законе инерции и притяжении планет к Солнцу.

Кризис научного мышления

Однако гелиоцентризм, в конечном итоге, был отвергнут греками. Это можно объяснить общим кризисом научного мышления, возникшим после II века до н.э. Астрология начинает замещать астрономию, а в философии преобладает мистицизм и религиозный догматизм, такие как стоицизм, неопифагореизм и неоплатонизм.

С другой стороны, немногие философские школы, проповедующие рационализм (например, эпикуреизм и скептицизм), имеют общую черту неверие в возможность познания природы. Например, эпикуреи даже после Аристотеля и Аристарха считали невозможным определить истинную причину фаз Луны и придерживались взгляда, что Земля плоская.

В такой атмосфере, религиозные обвинения, подобные тем, которые были предъявлены Аристарху, могли привести к тому, что астрономы и физики, даже если они были сторонниками гелиоцентризма, старались не раскрывать своих взглядов публично, что в конечном итоге могло привести к их забвению.

Гелиоцентризм в Средневековье

В Средние века гелиоцентрические идеи не достигли своего расцвета. Система, предложенная Аристархом, почти полностью утратила свое значение и была забыта. Однако сохранялось представление о вращении Меркурия и Венеры вокруг Солнца.

Некоторые следы гелиоцентризма можно обнаружить в работах астронома Ариабхаты из пятого века нашей эры. Индийский ученый предполагал вращение Земли вокруг своей оси и разработал “систему полуночи”, в которой параметры дифферента Венеры соответствовали параметрам геоцентрической орбиты Солнца.

В начале XII века некоторые европейские астрономы также рассматривали возможность вращения Земли вокруг своей оси. Спустя сто лет эта гипотеза, вместе с идеей о поступательном движении Земли, была упомянута Фомой Аквинским.

В XIV веке французские ученые Жан Буридан и Николай Орем активно обсуждали возможность осевого вращения Земли. Однако их идеи, представленные в Парижской школе, не получили широкой поддержки научного сообщества. Гелиоцентризм был отвергнут, и неподвижность Земли продолжала не вызывать сомнений.

Гелиоцентризм в эпоху Возрождения

В начале периода Возрождения появились новые идеи о движении Земли, и их автором стал Николай Кузанский. Однако эти предположения были в основном философского характера и не опирались на астрономические наблюдения или вычисления.

В 1450 году был опубликован перевод Архимедовой работы “Псаммит”, где упоминалась теория Аристарха Самосского. Региомонтан, выдающийся астроном того времени, переписал эту работу вручную и обсуждал, что “движение звезд может незначительно изменяться в контексте движения Земли”. Однако он все же придерживался геоцентрической системы.

В 1499 году итальянский профессор Франческо Капуано обсуждал гелиоцентрическую систему мира и уделял внимание вращению и поступательному движению Земли, но не рассматривал центр движения. Его гипотезы не получили широкого признания в ученом сообществе.

В 1501 году итальянец Джорджо Валла выдвинул доктрину Пифагора о вращении Земли вокруг главного светила и отметил, что Меркурий и Венера также могут обращаться вокруг Солнца.

Учение Николая Коперника

В 16 веке польский ученый Николай Коперник отверг догматическую идею о неподвижности Земли и предложил включить ее в число планет. Он утверждал, что Земля, занимая третье место от Солнца, подобно другим планетам, движется вокруг Солнца в пространстве и одновременно вращается вокруг своей оси. Теория просто объясняла петлеобразное движение планет.

Геоцентрическая система Птолемея не позволяла измерить расстояние до планет. Учение этого астронома впервые дала возможность рассчитать пропорции Солнечной системы, используя радиус земной орбиты в качестве астрономической единицы длины.

Главный научный труд польского ученого, “Об обращениях небесных сфер”, был опубликован в 1543 году, вскоре перед его смертью. Это произведение, над которым он трудился более 20 лет, представило новый взгляд на строение Солнечной системы и переосмыслило положение Земли во Вселенной.

Революционность работы Коперника заключается в простоте и системности его модели мира, которая быстро нашла приверженцев. Учение этого астронома освободило науку от устаревших и сколастических традиций, которые замедляли ее развитие. Однако сам ученый не смог полностью отказаться от представления о равномерном движении планет по круговым орбитам, и его модель Вселенной все еще включала множество сфер, таких как эпициклы и деференты.

Приверженцы и противники теории Коперника

Впоследствии появилось множество исследователей, которые разделяли его теорию, включая Джордано Бруно, который высказывал убеждение о неограниченности небосвода и существовании других светил, равных Солнцу. Однако Бруно был осужден как еретик и приговорён к сожжению за свои убеждения.

Приверженцы

Затем математик Георг Иоанн Ретик, которому ученый передал свою рукопись с открытиями. Астроном Галилео Галилей доказал, что Земля никогда не находилась между Меркурием, Венерой и Солнцем.

Тихо Браге, астроном из Дании, разработал гео-гелиоцентрическую систему, утверждая, что звезды, Луна и Солнце вращаются вокруг Земли, а остальные тела вокруг Солнца.

Физик Иоганн Кеплер в своих работах сделал несколько открытий, подтверждающих и развивающих идеи гелиоцентрической модели: плоскости орбит планет пересекаются в точке, где находится центральная звезда Солнечной системы; орбитальная скорость Земли периодически меняется, и орбиты планет имеют форму эллипсов. В результате были сформулированы законы Кеплера, которые математически описывали движение планет.

 

Противники

В период с конца XVI до XVII века развернулась ожесточенная дискуссия между сторонниками и противниками гелиоцентризма.

Основные аргументы, выдвигавшиеся против концепции Коперника, включали в себя следующее:

• Аргумент о центробежных силах: Критики утверждали, что если Земля вращалась вокруг своей оси, то она должна была подвергаться мощному влиянию центробежных сил, которые, по их мнению, могли разорвать ее на части.
• Аргумент о потере легких предметов: Противники гелиоцентризма утверждали, что при движении Земли все легкие предметы должны были разлететься с ее поверхности в космос.
• Аргумент о природе небесных тел: Оппоненты считали, что небесные тела движутся, потому что состоят из тонкой невесомой материи. Однако Земля, как тяжелое тело, не обладает такой свойственной им движущей силой.

Подтверждение учеными гелиоцентрической модели мира

В результате подтверждения вращения Земли вокруг своей оси, ученые отказались от необходимости существования небесных сфер. Некоторое время существовала гипотеза о том, что планеты движутся из-за своей живой природы. Однако Иоганн Кеплер определил, что движение планет происходит под воздействием сил притяжения Солнца.

В 1687 году английский физик Исаак Ньютон, опираясь на свой закон всемирного тяготения, подтвердил расчеты Иоганна Кеплера. С развитием науки ученые собрали все больше доказательств в пользу гелиоцентризма.

В 1728 году английский астроном Джеймс Брэдли впервые подтвердил теорию о движении Земли вокруг Солнца, обнаружив аберрацию света, которая проявляется в небольшом размытии изображения звезды из-за движения наблюдателя.

Позднее были обнаружены годичные параллаксы звезд, наблюдаемые Фридрихом Вильгельмом Струве в 1821 и 1837 годах, а также периодическое изменение расстояния до пульсаров и эффект Доплера для звезд, что подтверждает идею гелиоцентрической системы мира.

Понятие и отношение к теории гелиоцентризма в России

В России это учение и его принципы стали известны только в 1657 году благодаря переводу голландского произведения Иоганна Блау монахом Епифанием Славинецким. Эта работа затрагивала особенности геоцентрической системы и теории Коперника. Немного позже появилась русскоязычная версия “Селенографии” Яна Гевелия, которая подчеркнула основные преимущества новой теории.

Начиная с 1741 года, возникли церковные протесты, и Святейший синод потребовал от Екатерины II запретить распространение книг, посвященных гелиоцентризму. Несмотря на давление, гелиоцентрическая система мира была включена в школьные предметы.

После 1812 года в России наблюдался рост религиозности, сопровождавшийся появлением антикоперниканских работ. Однако эти работы не получили широкого распространения, и некоторые духовные деятели, такие как святой Иоанн Кронштадтский и Феофан Затворник, высказывались положительно о идее обращения Земли и других объектов вокруг Солнца.

Заключение

Гелиоцентрическая система мира играла важную роль в истории развития мировой науки. Ее появление позволило раскрыть основные характеристики планетарной системы и установить принципы движения космических объектов. Эта теория стала отправной точкой для развития классической механики и открытия закона всемирного тяготения.

Гелиоцентризм существенно способствовал развитию современной астрономии и космологии. Теория, начатая Аристархом и развиваемая Коперником, считается основой современных космологических моделей Вселенной.