Музей Черномырдина26. Гелиоцентрическая картина мира Николая Коперника, Тихо де Браге, Иоганна Кеплера. Гелиоцентрическая картина мира
Гелиоцентрическая система мира
Гелиоцентрическая система мира
Гелиоцентрическая система мира — идея о том, что Солнце является центром мироздания и точкой, вокруг которой вращаются все планеты, в том числе и Земля. Данная система предполагает, что наша планета выполняет два вида движения: поступательное вокруг Солнца и вращательное вокруг своей оси. Положение самого же Солнца относительно других звезд считается неизменным.
Термин «гелиоцентризм» происходит от греческого слова «гелиос» (в переводе «Солнце»).
Особенности гелиоцентрической системы мира
Найти некую центральную точку Вселенной предоставляется возможным только в том случае, если Вселенная ограничена. Таковой она обязана согласно гелиоцентрической системе мира.
Также в данной системе возникло такое понятие как внешние и внутренние планеты. К последним относились Меркурий и Венера, т.к. их орбиты вращения вокруг Солнца всегда должны быть внутри орбиты Земли.
Параллакс — угол, отмеченный символом π
Важнейшей особенностью гелиоцентризма являются годичные параллаксы звёзд. Данный эффект проявляется в виде изменения видимых координат звезды. Он связан со сменой положения наблюдателей (астрономов), возникшей из-за вращения Земли вокруг Солнца.
Гелиоцентризм в античность и средневековье
Мысли о том, что Земля движется вокруг некоего центра всего мира, возникла еще в головах древних греков. Так были предположения о вращении Земли вокруг своей оси, а также о движении Марса и Венеры вокруг Солнца, которое вместе с ними вращается вокруг нашей планеты. Однако считается, что впервые гелиоцентрическая система мира была изложена в III веке до н. э. Аристархом Самосским. Он сделал два важных вывода:
- Вероятнее всего, что наша планета вращается вокруг Солнца. Причиной тому размер Солнца, который значительно превышает размер Земли. Данные об относительных величинах Земли, Луны и Солнца были получены из собственных расчетов Аристарха.
- В связи с отсутствием видимых годичных параллаксов звезд он предположил, что орбита нашей планеты представляется точкой относительно расстояний до звезд.
Однако идеи Аристарха не приобрели широкого распространения в античности. Наиболее известной версией геоцентрической системы в Древней Греции была так называемая теория гомоцентрических сфер, разработкой которой занимались астрономы Евдокс, Каллипп и Аристотель. Согласно этой теории все небесные тела, вращающиеся вокруг нашей планеты, были закреплены на жестких сферах, соединяющихся между собой и имеющих единый центр — Землю.
Геоцентрическая модель Солнечной системы
В связи с подобным мировоззрением преобладающей части общества, другие приверженцы идеи Аристарха Самосского не высказывали свои взгляды, в результате чего греки отказались от этой идеи и полностью приняли геоцентризм. Любые школы, преподававшие в то время рационализм, не поддерживали идей Аристарха, так как считали природу мироздания неподвластную для понимания и исключали любые возможности описать динамику планет.
В средние века гелиоцентризм почти не упоминался в научных трудах, кроме некоторых его идей, например, вращение Земли вокруг своей оси.
Научная революция Николая Коперника
В 1543-м году польский астроном, механик и священнослужитель Николай Коперник опубликовал свою научную работу, которая называлась: «О вращении небесных сфер». В ней астроном описывал гелиоцентрическую теорию, подтверждая ее рядом физических расчетов, опирающихся на тогдашнюю теоретическую механику. Согласно его концепции смена дня и ночи, а также движение Солнца по небу объясняются вращением Земли вокруг своей оси. Точно также, при помощи движения Земли вокруг Солнца, объясняется движение нашего светила по небосводу в течение всего года.
Гелиоцентрическая система мира по Копернику
Коперник объяснил следующие феномены:
- В результате перемещения Земли, которая поочередно, то приближается, то отдаляется от любой из планет нашей системы, эти планеты совершают т.н. попятное движение. То есть спустя какой-то отрезок времени они начинают перемещаться в обратную сторону от направления движения Солнца.
- Предварение равноденствий. На протяжении 18-ти веков ученые искали причины такого эффекта как предварение равноденствий, согласно которому с каждым годом весеннее равноденствие наступает несколько раньше. В своих трудах Николай Коперник смог описать данный эффект как следствие периодического смещения земной оси.
- По стопам Аристарха Самосского, Коперник утверждал, а также доказывал, что сфера звезд расположена на очень большом расстоянии относительно расстояний между планетами, в результате чего ученые не наблюдают годичные параллаксы. А предположение о вращении нашей планеты вокруг своей оси подтверждал следующим: если наша планета все-таки неподвижна, то вращение небосвода должно происходить по причине вращения самой звездной сферы, а учитывая высчитанное расстояние до нее, скорость ее вращения будет немыслимо велика.
Кроме того гелиоцентрическая система могла объяснить изменение блеска и размеров планет Солнечной системы, а также дать более точную оценку размеров планет и расстояний до них. Сам же Николай Коперник смог примерно определить размеры Луны и Солнца и максимально точно указать время, за которое Меркурий полностью проходит свою орбиту вокруг Солнца – 88 земных суток.
Н. Коперник заложил основу современного вида орбит планет Солнечной системы
Несмотря на совершенную революцию в области астрономии, теория Коперника имела несколько недостатков. Во-первых, центральной точкой описанной им системы оставался центр орбиты Земли, а не Солнце. Во-вторых, все планеты нашей планетарной системы, двигались по своим орбитам неравномерно, а наша планета сохраняла свою орбитальную скорость. А также вероятнее всего Коперник не отбрасывал идею о вращающихся небесных сферах, а лишь перенес центр их вращения.
Последователи и противники Коперника
Впоследствии у польского астронома появилось большое множество последователей, в том числе Джордано Бруно, который утверждал, что небосвод не ограничивается небесными сферами, а другие светила, это небесными тела, ни чем не уступающие Солнцу. К сожалению, за свои убеждения Бруно был назван еретиком и приговорен к сожжению.
Известный итальянский ученый Галилео Галилей поддерживал теорию Коперника, опираясь на собственные наблюдения. Он также утверждал, что Земля никогда не занимала место между Меркурием (либо Венерой) и Солнцем, что указывало на вращение этих двух планет вокруг звезды по орбитам, находящимся внутри земной. Обратное утверждение доказывало расположение орбиты Земли внутри орбит внешних планет. Из-за своих убеждений в 1633 году 70-летний Галилей был подвержен инквизиционному процессу, в результате которого он оказался под «домашним арестом» вплоть до своей смерти в 78 лет.
Галилео Галилей и его знаменитый телескоп
Противники же гелиоцентризма настаивали на нескольких аргументах, опровергающих теорию Коперника. Если бы Земля вращалась вокруг своей оси, то чудовищная центробежная сила разорвала бы ее. Мало того, с ее поверхности слетали бы все легкие предметы, причем двигались бы они в направлении, противоположном вращению. Предполагалось, что все небесные объекты не имеют массы, поэтому они могут двигаться без приложения к ним больших сил. В случае с Землей возникал вопрос о существования колоссальной силы, которая смогла бы вращать нашу массивную планету.
Один из противников геоцентризма выдающийся датский астроном Тихо Браге разработал так называемую «гео-гелиоцентрическую» систему мира, согласно которой сфера звезд, Луна и Солнце движутся вокруг Земли, а другие космические объекты – вокруг Солнца.
Спустя некоторое время приемник Браге – немецкий физик Иоганн Кеплер, проанализировав внушительный объем результатов наблюдений своего наставника сделал несколько значительных открытий в пользу гелиоцентризма:
Законы Кеплера по сей день служат астрономам для определения орбит удаленных космических тел
- Плоскости планетарных орбит Солнечной системы пересекаются в точке нахождения Солнца, что делало его центром их вращения, а не центр земной орбиты, как предполагал Коперник.
- Орбитальная скорость нашей планеты периодически изменяется, также как и других планет.
- Орбиты планет эллиптические, причем скорость движения небесных тел по ним напрямую зависела от расстояния до Солнца, что делало его не только геометрическим, но и динамическим центром планетарной системы.
Были сформулированы так называемые законы Кеплера, которые подробно и математическим языком описывали законы движения планет Солнечной системы.
Утверждение гелиоцентризма
В результате подтверждения вращения Земли вокруг своей оси пропала всякая надобность существования небесных сфер. Некоторое время предполагалось, что планеты движутся по той причине, что они живые существа. Однако вскоре Кеплером было определено, что движение планет возникает в результате воздействия на них гравитационных сил Солнца.
В 1687 году английский физик Исаак Ньютон, опираясь на свой закон всемирного тяготения, подтвердил расчеты Иоганна Кеплера
Исаак Ньютон и знаменитое яблоко, на примере которого ученый сформировал закон всемирного тяготения
С дальнейшим развитием науки ученые получали все больше аргументов в пользу гелиоцентризма. Так в 1728 г. астроном из Англии Джеймс Брэдли впервые при помощи наблюдения подтвердил теорию о движения Земли по орбите вокруг Солнца, открыв так называемую аберрацию света. Последняя означает небольшое размытие изображение звезды с одной стороны как следствие движения наблюдателя. Позже было обнаружено ежегодное колебание частоты импульсов, испускаемых пульсарами, а также эффект Доплера для звезд, что доказывает периодичное изменение расстояние Земли до данных космических объектов.
А в 1821 и 1837 г.г. российско-немецкий ученый Фридрих Вильгельм Струве впервые смог пронаблюдать примерные годичные параллаксы звёзд, окончательно утверждающие идею о гелиоцентрической системе мира.
comments powered by HyperComments
Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!
Просмотров записи: 4410
spacegid.com
Гелиоцентрическая система мира
Астрономия в древности
Трудно точно сказать, когда именно зародилась астрономия: до нас почти не дошли сведения, относящиеся к доисторическим временам. В ту отдаленную эпоху, когда люди были совершенно бессильны перед природой, возникла вера в могущественные сверхъестественные силы, которые будто бы создали мир и управляют им. На протяжении многих веков обожествлялись Луна, Солнце, планеты. Об этом мы узнаем из мифов всех народов мира.
Первые представления о мироздании были очень наивными, они тесно переплетались с религиозными верованиями, в основу которых было положено разделение мира на две части – земную и небесную. Если сейчас каждый школьник знает, что Земля сама является небесным телом, то раньше “земное” противопоставлялось “небесному”. Думали, что существует “твердь небесная”, к которой прикреплены звезды, а Землю принимали за неподвижный центр мироздания.
Геоцентрические системы мира
Представление о центральном положении Земли во Вселенной впоследствии было положено учеными Древней Греции в основу геоцентрических систем мира. Так, крупнейший греческий философ и ученый – энциклопедист Аристотель (384 – 322 гг. до н.э), уже знавший (из наблюдений лунных затмений) о том что Земля имеет шарообразную форму, считал, что планета неподвижна. Он отмечал, что если бы Земля двигалась, то данное движение можно было бы обнаружить по положению звезд на небе – они бы изменялись. На самом деле такие кажущиеся (или параллактические) смещения звезд происходят, но из-за огромной удаленности звезд эти смещения ничтожно малы и были впервые обнаружены лишь в XIX в.
Достижения античной астрономии во II в. н. э. обобщил александрийский астроном Клавдий Птолемей. Он разработал геоцентрическую систему мира, согласно которой вокруг неподвижной Земли движутся Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер, Сатурн и “сфера неподвижных звезд”. На протяжении многих веков церковь поддерживала геоцентрическую систему мира, в которой, как и в самом церковном учении, Земле отводилось положение “центра Вселенной”.
Несмотря на то что система мира Птолемея основывалась на абсолютно ошибочных представлениях о строении Вселенной, она все же объясняла многие особенности видимого движения небесных светил, и в частности петлеобразное движение планет. Этого Птолемей добился, рассматривая движение каждой планеты как комбинацию нескольких равномерных движений. Например, считалось, что планета не просто движется вокруг Земли, а движется около точки, которая сама обращается вокруг Земли. Таблицы, составленные Птолемеем, позволяли определить заранее положение планет на небе. Но с течением времени астрономы обнаружили расхождение наблюдаемых положений планет с предвычисленными. На протяжении веков думали, что система мира Птолемея просто недостаточно совершенна и, пытаясь усовершенствовать ее, вводили для каждой планеты новые и новые комбинации круговых движений.
Гелиоцентрическая система мира
Свою систему мира великий польский астроном Николай Коперник (1473 - 1543) изложил в книге “О вращениях небесных сфер”, вышедшей в год его смерти. Согласно его учению, в центре мира находится не Земля, а Солнце. Вокруг Земли движется лишь Луна. Сама же Земля является третьей по удаленности от Солнца планетой и самая близкая к Земле планета - Венера. Земля обращается вокруг Солнца и вращается вокруг своей оси. За орбитой Земли расположены орбиты Марса, Юпитера и Сатурна. На очень большом расстоянии от Солнца Коперник поместил “сферу неподвижных звезд”.
Система мира, предложенная Коперником, называется гелиоцентрической. Он просто и естественно объяснил петлеобразное движение планет тем, что мы наблюдаем обращающиеся вокруг Солнца планеты не с подвижной Земли, а с Земли, движущейся тоже вокруг Солнца. Коперник впервые в астрономии не только дал правильную схему строения Солнечной системы, но и определил относительные расстояния (в единицах расстояния Земли от Солнца) планет от Солнца и вычислил период их обращения вокруг него.
Учение Коперника нанесло сокрушительный удар геоцентрической системе мира. Оно далеко вышло за рамки астрономической науки, став мощным толчком для развития всего естествознания.
Становление гелиоцентрического мировоззрения
Учение Коперника было признано не сразу. По приговору инквизиции в 1600 г. был сожжен в Риме выдающийся итальянский философ, последователь Коперника Джордано Бруно (1548 - 1600). Бруно, развивая учение Коперника, утверждал, что во Вселенной нет и не может быть центра, что Солнце – это только центр Солнечной системы. А Земля планета солнечной системы. Он также высказывал гениальную догадку о том, что звезды – такие же солнца, как наше, причем вокруг бесчисленных звезд движутся планеты, на многих из которых существует разумная жизнь. Ни пытки, ни костер инквизиции не сломили волю Джордано Бруно, не заставили его отречься от нового учения.
В 1609 г. Галилео Галилей (1564 - 1642) впервые направил на небо телескоп и сделал открытия, наглядно подтверждающие учения Коперника. На Луне он увидел горы. Значит, поверхность Луны в какой-то степени сходна с земной и не существует принципиального различия между “земным” и “небесным”. Галилей открыл четыре спутника Юпитера. Их движение вокруг Юпитера опровергало ошибочное представление о том, что только Земля может быть центром движения небесных тел. Галилей обнаружил, что Венера – шарообразное тело, которое светит отраженным солнечным светом. Изучая особенности изменения вида Венеры, Галилей сделал правильный вывод о том, что она движется не вокруг Земли, а вокруг Солнца. На Солнце, олицетворявшем “небесную чистоту”, Галилей открыл пятна и, наблюдая за ними, установил, что Солнце вращается вокруг своей оси. Значит, различным небесным телам, например Солнцу, присуще осевое вращение. Наконец, он обнаружил, что Млечный путь – это множество слабых звезд, не различимых невооруженным глазом. Следовательно, Вселенная значительно грандиознее, чем думали раньше, и крайне наивно было предполагать, что она за сутки совершает полный оборот вокруг маленькой Земли.
Открытия Галилея умножили число сторонников гелиоцентрической системы мира и одновременно заставили церковь усилить преследования коперниканцев. В 1616 г. книга Коперника “О вращениях небесных сфер” была внесена в список запрещенных книг, а изложенное в ней учение объявлено противоречащим Священному Писанию. Галилею запретили пропагандировать учение Коперника. Однако в 1632 г. ему все-таки удалось опубликовать книгу “Диалог о двух главнейших системах мира – птолемеевой и коперниковой”, в которой он сумел убедительно показать истинность гелиоцентрической системы, чем и навлек на себя гнев католической церкви. В 1633 г. Галилей предстал перед судом инквизиции. Престарелого ученого заставили подписать “отречение” от своих взглядов и до конца жизни держали под надзором инквизиции. Лишь в 1992 г. католическая церковь окончательно оправдала Галилея.
Казнь Бруно, официальный запрет учения Коперника, суд над Галилеем не смогли остановить распространения коперниканства. В Австрии Иоганн Кеплер (1571 - 1630) развил учение Коперника, открыв законы движения планет. В Англии Исаак Ньютон (1643 - 1727) опубликовал свой знаменитый закон всемирного тяготения. В России учение Коперника смело поддерживал М.В. Ломоносов (1711 - 1765), который открыл атмосферу на Венере, защищал идею о множественности обитаемых миров и в остроумных стихах высмеивал сторонников геоцентризма.
Смотрите также:
Рождение звезд в космической бездне
Землетрясение
открыта частица бога - бозон хиггса
Переменные звёзды
Роль камней и различных материалов из камней и минералов при строительстве Египетских пирамид
space-my.ru
Гелиоцентрическая система мира
Польский ученый Николай Коперник совершил революцию в астрономии. В процессе изучения «Альмагеста» Птолемея восхищение Коперника сменилось сомнением в истинности, а затем и уверенностью в противоречивости геоцентрической системы. В поисках фундаментальных астрономических идей Коперник обратился к античному наследию и там нашел ответ.
Аристарх Самосский утверждал, что Земля движется. Пифагореец Филолай полагал, что Солнце и планеты вращаются вокруг «Центрального Огня». Мистические и эзотерические учения Античности и Средневековья говорили о духовном центре мира, который они связывали с Солнцем.
В 1543 году вышел в свет труд Коперника «Об обращении небесных сфер», в котором излагалась новая теория видимых движений Солнца, Луны, планет и сферы звезд. Гениальный ученый лежал на смертном одре, когда в его холодеющие руки друг вложил только что напечатанный том, еще пахнущий типографской краской. Со своим детищем в руках Коперник и скончался.
Теория Коперника объяснила видимое движение планет и суточного вращение небосвода. Движение планет кажется петлеобразным из-за вращения Земли вокруг Солнца. Стало понятно, почему происходит смена времен года. При движении Земли вокруг Солнца ось ее вращения сохраняет положение в пространстве. Коперник впервые в истории астрономии поставил проблему определения действительных расстояний планет от Солнца.
В теории Коперника сохранялись античные и средневековые традиции:
круговые равномерные движения небесных тел;
центральное положения Солнца во Вселенной;
конечность Вселенной;
единственность планетной системы Солнца.
Поскольку Коперник допускал лишь круговые равномерные движения планет по окружности, ему пришлось сохранить деференты и эпициклы. Правда, их оставалось только 34. Поэтому расчеты по теории Коперника долгое время оказывались не намного более простыми и не более точными, чем по теории Птолемея.
Значение теории Коперника
1. Теория Коперника заменила геоцентрическую систему – основание первой научной картины миры.
2. Теория Коперника стала основой нового научного мировоззрения – механистической картины мира.
3. Теория Коперника явилась важнейшей предпосылкой создания классической механики.
4. Теория Коперника определила новую научную методологию. Философы, представители схоластики, считали, что сущность можно непосредственно постигать разумом. Коперник впервые показал, что сущность может быть понята только после тщательного изучения явления.
Учение Джордано Бруно
Джордано Бруно, монах неаполитанского монастыря, пришел к пониманию, что Солнце – такая же звезда, как и множество других звезд на небосводе, и оно не занимает центральное положение во Вселенной. В бесконечной Вселенной существует бесконечное количество планетных систем наподобие Солнечной, и среди них есть обитаемые.
К середине XVII в. научный мир окончательно признал гелиоцентрическую теорию. Возникла проблема ее физического обоснования. В середине XVII в. астрономическая революция трансформировалась в физическую революцию.
studfiles.net
Система мира Коперника. Суть гелиоцентрической системы мира. Птолемеева система мира
В Европе в период раннего Средневековья господствовала система мира, основанная на библейских текстах. Через некоторое время ее сменил догматизированный аристотелизм и предложенная Птолемеем геоцентрическая система. Основы последней ставили под сомнение данные астрономических наблюдений, постепенно накапливавшиеся в ходе истории. Становились все более очевидными запутанность, сложность и несовершенство птолемеевской системы. Предпринималось множество попыток увеличить ее точность, однако они лишь усложняли ее. Еще в 13-м веке Альфонсо Х, кастильский король, сказал, что если бы он имел возможность дать Богу совет при создании мира, то посоветовал бы устроить его проще.
Гелиоцентрическую систему мира предложил Коперник. Она стала настоящей революцией в астрономии. Прочитав эту статью, вы познакомитесь с Коперником и его вкладом в науку. Но сначала мы расскажем о том, что было предложено до него Птолемеем.
Птолемеева система мира и ее недостатки
Созданная предшественником Коперника система не позволяла получать точные предсказания. Кроме того, она страдала несистематичностью, отсутствием целостности, внутреннего единства. Система мира по Птолемею (портрет его представлен выше) предполагала изучение каждой планеты изолированно, отдельно от других. Каждое небесное тело, как утверждал этот ученый, имело собственные законы движения и эпициклическую систему. Движение планет в геоцентрических системах описывалось с помощью ряда независимых, равноправных математических моделей. Геоцентрическая теория, строго говоря, не складывалась в систему, поскольку планетная система (или система планет) не являлась ее объектом. Речь в ней шла исключительно об отдельных движениях, которые совершают небесные тела.
Нужно отметить, что с помощью геоцентрической теории можно было вычислять только примерное местонахождение тех или иных небесных тел. А вот определить их расположение в пространстве или истинную удаленность не представлялось возможным. Эти задачи Птолемей считал и вовсе неразрешимыми. Новая система мира, гелиоцентрическая, появилась благодаря установке на поиск системности и внутреннего единства.
Необходимость реформирования календаря
Следует отметить, что гелиоцентрическая теория возникла и в связи с необходимостью реформирования юлианского календаря. Две основные точки в нем (полнолуние и равноденствие) потеряли связь с происходившими в действительности астрономическими событиями. В 4-м веке н. э. дата весеннего равноденствия по календарю приходилась на 21 марта. В 325 году Никейский собор закрепил это число. Оно использовалось как важная отправная точка при расчете даты Пасхи, главного христианского праздника. К 16-му веку дата весеннего равноденствия (21 марта) уже на 10 дней отставала от фактической.
Юлианский календарь еще с 8-го века безуспешно пытались совершенствовать. На Латеранском соборе в Риме (1512-17 гг.) была отмечена острота проблемы календаря. Целому ряду известных астрономов было предложено решить ее. Среди них был и Николай Коперник. Однако он отказался, поскольку считал теорию движения Луны и Солнца недостаточно точной и развитой. А ведь именно они лежали в то время в основе календаря. Тем не менее предложение, которое получил Н. Коперник, стало для него одним из мотивов работы над усовершенствованием геоцентрической теории. В результате этой работы и появилась новая система мира.
Сомнения Коперника в истинности теории Птолемея
Именно Николаю суждено было совершить одну из величайших революций в истории астрономии, за которой последовала и революция в естествознании. Коперник, познакомившись с системой Птолемея еще в конце 15-го века, оценил его математический гений. Однако вскоре ученый стал сомневаться в истинности данной теории. Сомнения сменились убеждением в том, что в геоцентризме имеются глубокие противоречия.
Коперник - представитель эпохи Возрождения
Николай Коперник первым из ученых взглянул на тысячелетний опыт развития науки глазами человека новой эпохи. Речь идет об эпохе Возрождения. Как истинный ее представитель, Коперник показал себя уверенным, смелым новатором. Его предшественникам не хватало смелости, чтобы отказаться от геоцентрического принципа. Они занимались усовершенствованием тех или иных мелких деталей теории. Система мира Коперника предполагала разрыв с тысячелетней астрономической традицией. Мыслитель искал в природе гармонию и простоту, ключ к пониманию единства многих явлений, кажущихся разрозненными. Система мира Николая Коперника стала результатом поисков ее создателя.
Основные труды Коперника
Основные принципы гелиоцентрической астрономии Коперник изложил между 1505 и 1507 годом в "Малом комментарии". К 1530 году он завершил теоретическую обработку полученных им астрономических данных. Однако лишь в 1543 году на свет появилось одно из важнейших в истории творений человеческой мысли – труд "О вращениях небесных сфер". В этой работе представлена математическая теория, объясняющая сложные видимые движения Луны, Солнца, пяти планет, а также сферы звезд. В приложении к труду помещен каталог звезд. Сама работа снабжена математическими таблицами.
Суть гелиоцентрической системы мира
Коперник в центре мира поместил Солнце. Он указал на то, что планеты движутся вокруг него. Среди них была и Земля, впервые определенная как "подвижная звезда". Сфера звезд, как считал Коперник, отделена от планетной системы огромным расстоянием. Вывод мыслителя о большой удаленности данной сферы объясняется гелиоцентрическим принципом. Дело в том, что лишь таким образом Коперник мог согласовать свою теорию с видимым отсутствием смещений у звезд. Речь идет о тех смещениях, которые должны появиться за счет движения наблюдателя вместе с планетой Земля.
Точность и простота новой системы
Система, предложенная Николаем Коперником, была точнее и проще системы Птолемея. Она сразу же получила широкое практическое применение. На основе данной системы были составлены "Прусские таблицы", длина тропического года была рассчитана более точно. В 1582 году была проведена долгожданная реформа календаря – появился новый стиль, григорианский.
Меньшая сложность новой теории, а также получавшаяся в первое время большая точность расчета положений планет на основе гелиоцентрических таблиц отнюдь не являются основными достоинствами системы Коперника. Более того, при расчетах его теория оказалась лишь незначительно проще птолемеевской. Что касается точности вычислений положений планет, она практически от нее не отличалась, если необходимо было рассчитать изменения, наблюдаемые в длительном промежутке времени.
В первое время "Прусские таблицы" давали несколько большую точность. Это объяснялось, однако, не просто введением гелиоцентрического принципа. Дело в том, что Коперник пользовался более совершенным математическим аппаратом для своих вычислений. Однако и "Прусские таблицы" в скором времени также разошлись с данными, полученными в ходе наблюдений.
Восторженное отношение к предложенной Коперником теории постепенно сменилось разочарованием в ней у тех, кто ожидал получить немедленный практический эффект. Более полувека, с момента возникновения системы Коперника и до открытия Галилеем фаз Венеры в 1616 году, не было прямых подтверждений того, что планеты движутся вокруг Солнца. Таким образом, истинность новой системы не была подтверждена наблюдениями. В чем же заключалась истинная сила и привлекательность теории Коперника, которая вызвала настоящую революцию в естествознании?
Коперник и аристотелевская космология
Как известно, любое новое появляется на базе старого. В этом отношении Коперник не был исключением. Тот, кто создал гелиоцентрическую систему мира, разделял многие положения аристотелевской космологии. К примеру, Вселенная ему представлялась замкнутым пространством, которое ограничено особой сферой неподвижных звезд. От аристотелевской догмы Коперник не отступал, а в соответствии с ней движения небесных тел всегда являются круговыми и равномерными. Коперник в этом отношении был даже еще более консервативен, чем Птолемей. Последний ввел понятие экванта и не отрицал возможности существования неравномерного движения небесных тел.
Основная заслуга Коперника
Заслуга Коперника заключалась в том, что он, в отличие от предшественников, попытался создать планетную теорию, отличающуюся логической стройностью и простотой. Ученый увидел в отсутствии системности, стройности и простоты коренную несостоятельность предложенной Птолемеем системы. В ней отсутствовал единый стержневой принцип, который бы объяснил закономерности движения различных небесных тел.
Революционное значение предложенного Коперником принципа заключалось в том, что Николай представил единую систему движения всех планет, объяснил множество эффектов, ранее непонятных ученым. К примеру, с помощью представления о суточном и годичном движениях нашей планеты он объяснил основные особенности таких запутанных движений небесных тел, как петли, стояния, попятные движения. Система Коперника позволила понять, почему происходит суточное движение небосвода. Отныне петлеобразные движения планет объяснялись тем, что Земля вращается вокруг Солнца с циклом в один год.
Отход от схоластической традиции
Теория Коперника определила появление новой методики познания природы, основанной на научном подходе. Согласно схоластической традиции, которой придерживались его предшественники, для того чтобы познать сущность того или иного объекта, не нужно детально изучать его внешнюю сторону. Схоластики считали, что сущность можно постичь непосредственно разумом. В отличие от них, Коперник показал, что ее можно понять лишь после тщательного изучения рассматриваемого явления, его противоречий и закономерностей. Гелиоцентрическая система мира Н. Коперника стала мощным толчком в развитии науки.
Как отнеслась церковь к новому учению
Католическая церковь вначале не придала большого значения учению, предложенному Коперником. Но, когда выяснилось, что оно подрывает основы религии, его сторонники начали подвергаться преследованию. За распространение учения Коперника в 1600 году был сожжен на костре Джордано Бруно, итальянский мыслитель. Научный спор между сторонниками Птолемея и Коперника превратился в борьбу между реакционными и прогрессивными силами. В конце концов победили последние.
fb.ru
Гелиоцентрическая система мира
Молчанова М. (9 класс «Б»)
Сравнение геоцентрической и гелиоцентрической систем
Современная наука давно установила, что все объекты во Вселенной находятся в движении относительно друг друга. Однако раньше, когда в распоряжении астрономов не было техники, позволяющих это установить наверняка, относительно движения небесных тел существовали разные, порой противоречивые мнения. Вплоть до эпохи Возрождения господствовала т.н. геоцентрическая(Гео по-гречески означает «Земля») картина мира, согласно которой центральное положение во Вселенной занимает неподвижная Земля, вокруг которой вращаются Солнце, Луна, планеты и звёзды.
С древнейших времён Земля считалась центром мироздания. При этом предполагалось наличие центральной оси Вселенной и асимметрия «верх-низ». Землю от падения удерживала некая опора, в качестве которой в ранних цивилизациях мыслилось какое-то гигантское мифическое животное или животные (черепахи, слоны, киты). «Отец философии» Фалес Милетский в качестве этой опоры видел естественный объект — мировой океан. Анаксимандр Милетский предположил, что Вселенная является центрально-симметричной и в ней отсутствует какое-либо выделенное направление. Поэтому у находящейся в центре Космоса Земли отсутствует основание двигаться в каком-либо направлении, то есть она свободно покоится в центре Вселенной без опоры. Ученик Анаксимандра Анаксимен не последовал за учителем, полагая, что Земля удерживается от падения сжатым воздухом. Такого же мнения придерживался и Анаксагор. Анаксимандр считал Землю имеющей форму низкого цилиндра с высотой в три раза меньше диаметра основания. Анаксимен, Анаксагор, Левкипп считали Землю плоской, наподобие крышки стола. Принципиально новый шаг сделал Пифагор, который предположил, что Земля имеет форму шара. В этом ему последовали не только пифагорейцы, но также Парменид, Платон и Аристотель. Так возникла каноническая форма геоцентрической системы, впоследствии активно разрабатываемая древнегреческими астрономами: шарообразная Земля находится в центре сферической Вселенной; видимое суточное движение небесных светил является отражением вращения Космоса вокруг мировой оси. Что касается порядка следования светил, то Анаксимандр считал звёзды расположенными ближе всего к Земле, далее следовали Луна и Солнце. Анаксимен впервые предположил, что звёзды являются самыми далёкими от Земли объектами, закреплёнными на внешней оболочке Космоса. Аристотель считал, что выше сферы неподвижных звёзд нет ничего, даже пространства, в то время как стоики утверждали, что наш мир погружен в бесконечное пустое пространство; атомисты вслед за Демокритом полагали, что за нашим миром (ограниченным сферой неподвижных звёзд) находятся другие миры.
Главным «творцом» геоцентризма считается древнеримский астроном Клавдий Птолемей(ок. 87-165 гг.). В своём основном труде «Великое построение», также известном под арабизированным названием «Альмагест», он изложил собрание астрономических знаний древних Греции и Вавилона.
В ходе научной революции XVII-XVIII вв. выяснилось, что геоцентризм несовместим с астрономическими фактами и противоречит физической теории; постепенно утвердилась гелиоцентрическая система мира. Основными событиями, приведшими к отказу от геоцентрической системы, были создание гелиоцентрической теории планетных движений Коперником, телескопические открытия Галилея, открытие законов Кеплера и, главное, создание классической механики и открытие закона всемирного тяготения Ньютоном. Это был важный шаг на пути постижения человечеством истинной картины мироздания.
Гелиоцентрическаясистема мира — представление о том, что Солнце является центральным небесным телом, вокруг которого обращается Земля и другие планеты. Ее идея возникла в античности, но получила широкое распространение лишь с конца эпохи Возрождения. В этой системе Земля предполагается обращающейся вокруг Солнца за один звёздный год и вокруг своей оси за одни звёздные сутки. Следствием второго движения является видимое вращение небесной сферы, первого — перемещение Солнца среди звёзд по эклиптике (большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца). При этом Солнце считается неподвижным относительно звёзд.
Идея движения Земли возникла в эпоху античности в среде представителей пифагорейской школы. В Средние века гелиоцентрическая система мира была практически забыта. В это время господствовала тенденция буквального прочтения библейских текстов, согласно которой среди прочих небесных тел именно Земля является главным божьим творением и поэтому находится в центре мироздания, а все прочие – вращаются вокруг нее. Эта мировоззрение поддерживалось видимой картиной: непосредственно с поверхности планеты ее движение незаметно, тогда как Солнце, Луна, звезды, подобно облакам, «движутся» по небосводу.
В начале Эпохи Возрождения подвижность Земли утверждал Николай Кузанский, но его рассуждение было сугубо философским, не связанным с объяснением конкретных астрономических явлений. Достаточно неясно на эту тему высказывался и Леонардо да Винчи. В 1450 г. появился латинский перевод «Псаммита» Архимеда, где упоминается гелиоцентрическая система Аристарха Самосского. С этим произведением был хорошо знаком ведущий европейский астроном Ренессанса Региомонтан. В частной переписке он отметил, что «движение звёзд должно претерпевать крохотные изменения за счёт движения Земли». Однако в своих опубликованных трудах Региомонтан оставался геоцентристом. Движение Земли упоминались и на рубеже XV и XVI вв. В 1499 г. эту гипотезу обсуждал итальянский профессор Франческо Капуано, причём имелось в виду не только вращательное, но и поступательное движение Земли (без конкретизации центра движения). В 1501 г. итальянский гуманист Джорджо Валла упоминал о пифагорейской доктрине о движении Земли вокруг Центрального огня и утверждал, что Меркурий и Венера обращаются вокруг Солнца.
Окончательно гелиоцентризм возродился только в XVI в., когда польский астроном Николай Коперник (1473-1543) разработал теорию движения планет вокруг Солнца на основании пифагорейского принципа равномерных круговых движений. Результаты своих трудов он обнародовал в книге «О вращениях небесных сфер», изданной в 1543 г. Коперник полагал, что Земля совершает троякое движение: 1. Вращение вокруг оси с периодом в одни сутки, следствием чего является суточное вращение небесной сферы; 2. Движение вокруг Солнца с периодом в год, приводящее к попятным движениям планет; 3. Так называемое деклинационное движение с периодом также примерно в один год, приводящее к тому, что ось Земли перемещается приближенно параллельно самой себе. Впоследствии идеи Копрника поддержали и развили другие великие ученые Джордано Бруно, Иоганн Кеплер, Галилео Галилей, Рене Декарт. Однако со стороны консервативно настроенных (прежде всего церковных) кругов гелиоцентризм испытывал серьезный прессинг. Ученые, поддерживавшие новые тенденции в астрономии, подвергались репрессиям. В частности Джордано Бруно погиб на костре, а престарелый Галилей был судим церковным судом и лишь притворным отречением от своих убеждений спас себе жизнь. Противниками гелиоцентризма также были и протестантская и православная церкви.
Духовенство Русской православной церкви выступало с критикой гелиоцентрической системы мира вплоть до начала XXв. До 1815 г.cодобрения цензуры издавалось школьное пособие, в котором гелиоцентрическая система называлась «ложной системой философической» и «возмутительным мнением». Уральский епископ Арсений в письме от 21 марта 1908 г. советовал учителям при ознакомлении учеников с системой Коперника не придавать ей «безусловной справедливости», а преподавать её «как баснь какую». Последним произведением, в котором критиковалась гелиоцентрическая система, стала вышедшая в 1914 г. книга священника Иова Немцева. Он утверждал, что «круг земли неподвижен, а солнце ходит», а свои утверждения оправдывал с помощью цитат из Библии.
Однако и в наши дни древним заблуждениям подвержены малограмотные люди. По данным опроса, проведённого в 2011 г. Всероссийским центром изучения общественного мнения (ВЦИОМ) 32% россиян согласны с тем, что Солнце вращается вокруг Земли.
Между тем надо помнить, что и гелиоцентрическая система мира не является истиной в полной мере. Ведь и Солнце не является центром мироздания. Оно всего лишь одна из многих миллиардов звезд нашей галактики, видимой с земли как бы в профиль (т.н. «Млечный путь»), и тоже движется по своей огромной орбите. Наша же галактика одна из многочисленных галактик во Вселенной, определение границ которой не входит в задачу данного сообщения.
При подготовке данного сообщения использовались: Еремеева А. И., Цицин Ф. А. История астрономии. М.: Изд-во МГУ, 1989; а также данные Интернета.
studfiles.net
26. Гелиоцентрическая картина мира Николая Коперника, Тихо де Браге, Иоганна Кеплера.
Гелиоцентрическая картина мира. Гелиоцентрическая система мира — представление о том, что Солнце является центральным небесным телом, вокруг которого обращается Земля и другие планеты. Противоположность геоцентрической системе мира. Возникло вантичности, но получило широкое распространение с конца эпохи Возрождения.
КОПЕРНИК. Окончательно гелиоцентризм возродился только в XVI веке, когда польский астроном Николай Коперник разработал теорию движения планет вокруг Солнца на основании пифагорейского принципа равномерных круговых движений. Результаты своих трудов он обнародовал в книге «О вращениях небесных сфер», изданной в 1543 году. Одной из причин возвращения к гелиоцентризму было несогласие Коперника с птолемеевой теорией экванта; кроме того, он считал недостатком всех геоцентрических теорий то, что они не позволяют определить «форму мира и соразмерность его частей», то есть масштабы планетной системы. Неясно, какое влияние на Коперника оказал Аристарх (в рукописи своей книги Коперник упоминал о гелиоцентризме Аристарха, но в окончательной редакции книги эта ссылка исчезла[29]).
Коперник полагал, что Земля совершает троякое движение:
Вращение вокруг оси с периодом в одни сутки, следствием чего является суточное вращение небесной сферы;
Движение вокруг Солнца с периодом в год, приводящее к попятным движениям планет;
Так называемое деклинационное движение с периодом также примерно в один год, приводящее к тому, что ось Земли перемещается приближенно параллельно самой себе (небольшое неравенство периодов второго и третьего движений проявляется в предварении равноденствий).
Кеплер
Выдающийся вклад в развитие гелиоцентрических представлений внёс немецкий астроном Иоганн Кеплер. Ещё со студенческих лет (пришедшихся на конец XVI века) он был убеждён в справедливости гелиоцентризма ввиду способности этого учения дать естественное объяснение попятных движений планет и возможности вычислять на её основе масштабы планетной системы. В течение нескольких лет Кеплер работал с величайшим астрономом-наблюдателем Тихо Браге и впоследствии завладел его архивом наблюдательных данных. В ходе анализа этих данных, проявив исключительную физическую интуицию, Кеплер пришёл к следующим выводам:
Орбита каждой из планет является плоской кривой, причём плоскости всех планетных орбит пересекались в Солнце. Это означало, что Солнце находится в геометрическом центре планетной системы, тогда как у Коперника таковым был центр земной орбиты. Кроме всего прочего, это позволило впервые объяснить движение планет перпендикулярно к плоскости эклиптики. Само понятие орбиты, видимо, также было впервые введено Кеплером, поскольку ещё Коперник полагал, что планеты переносятся с помощью твёрдых сфер, как у Аристотеля.
Земля движется по своей орбите неравномерно. Тем самым впервые Земля уравнялась в динамическом отношении со всеми остальными планетами.
Каждая планета движется по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце (I закон Кеплера).
Кеплер открыл закон площадей (II закон Кеплера): отрезок, соединяющий планету и Солнце, за равные промежутки времени описывает равные площади. Поскольку расстояние планеты от Солнца при этом также менялось (согласно первому закону), отсюда следовала переменность скорости движения планеты по орбите. Установив свои первые два закона, Кеплер впервые отказался от догмы о равномерных круговых движениях планет, с пифагорейских времён владевшей умами исследователей. Причём, в отличие от модели экванта, скорость планеты менялась в зависимости от расстояния от Солнца, а не от некоторой бестелесной точки. Тем самым Солнце оказалось не только геометрическим, но и динамическим центром планетной системы.
Кеплер вывел математический закон (III закон Кеплера), который связывал между собой периоды обращений планет и размеры их орбит: квадраты периодов обращений планет относятся как кубы больших полуосей их орбит. Впервые закономерность устройства планетной системы, о существовании которой догадывались ещё древние греки, получила математическое оформление.
На основании открытых им законов движения планет Кеплер составил таблицы планетных движений (Рудольфинские таблицы), по точности далеко оставлявшие позади все таблицы, составленные ранее.
studfiles.net
Гелиоцентризм и механическая картина мира
11. Гелиоцентрическая и механическая система мира
Создание гелиоцентрической системы мира было обусловлено невозможностью объяснить с помощью птоломеевской геоцентрической системы мира многие существующие научные проблемы – вычисление истинной удаленности планет, расположение их в пространстве; она не позволяла давать точные предсказания, в ней отсутствовали внутреннее единство и целостность, – а также необходимостью реформы юлианского календаря, в котором две основные точки – равноденствие и полнолуние потеряли связь с реальными астрономическими событиями, кроме того, требовались более точные таблицы движения небесных тел, прежде всего Луны, для потребностей мореходной практики.
Коперник представил гелиоцентрическую модель мира в труде «Об обращениях небесных сфер», где была изложена математическая теория сложных видимых движений Солнца, пяти планет, Луны и сферы звезд с соответствующими математическими таблицами и приложениями каталога звезд
В центре мира ученый поместил Солнце, вокруг которого движутся планеты и среди них Земля со своим спутником Луной. На огромном расстоянии от планетной системы находится сфера звезд. Коперник продолжал представлять Вселенную замкнутым пространством, ограниченным сферой неподвижных звезд. Этот астроном считал неравномерное, петлеобразное движение планет кажущимся эффектом. Допущение подвижности Земли было главным принципом в системе Коперника.
Революционное значение системы Коперника в том, что он представил движения всех планет как единую систему, объяснил многие ранее непонятные эффекты. Так, получила объяснение смена времен года: Земля движется вокруг Солнца, сохраняя неизменным в пространстве положение оси своего суточного вращения. Теория Коперника стала базой нового научного мировоззрения, определила разработку новой науки методологии познания природы, явилась одной из важнейших революционных предпосылок в физике и создания первой естественно-научной теории – фундаментальной механики.
Механистическая картина мира - в отличие от античной картины мира, явилась фактически первой глобальной картиной мира. Формируется на:
механике Леонардо да Винчи
гелиоцентрической системе Коперника
экпериментальном естесствознании Галилея
законах небесной мехКеплера
механике Ньютона
Особенности:
Дискретная(корпускулярная) модель реальности (материя — вещественная субстанция, состоящая из атомов; атомы абсолютно прочны, неделимы, непроницаемы, характеризуются наличием массы и веса)
Концепция абсолютного простанства и времени (пространство трехмерно, постоянно и не зависит от материи; время не зависит ни от простарнства, ни от материи; пространство и время никак не связанф с движением тел, они имеют абсолютный характер)
Все механические процессы подчиняются принципу детерминизма. Случайность исключается из картины мира
Движение — просто механическое передвижение. Законы движения — фундоментальные законы мироздания. Тела двигаются равномерно и прямолинейно, а отклонения от этого движения есть действие на них внешней силы (инерции). Мерой инерции является масса. Универсальным свойством тел является силя тяготения, которая является дальнодействующей.
Принцип дальнодействия — взаимодействие между телами происходит мгновенно на любом расстоянии, т.е. действия могут передаваться в пустом пространстве с какой угодно скоростью.
Тенденция сведения закономерностей высших форм движения материи к закономерностям простейшей его формы — механическому движению.
studfiles.net
