РЖсторiя астрономii

Стародавнiй перiод

Небесний диск з Небри (Нiмеччина, XVII ст. до н. е.)

Астрономiчна дiяльнiсть простежуiться в джерелах принаймнi з IV тис. до н. е., а, швидше за все, почалася набагато ранiше. Окремi особливостi мегалiтичних споруд i навiть наскальних малюнкiв первiсних людей тлумачаться як астрономiчнi. У фольклорi також безлiч подiбних мотивiв.

Стоунхендж

Рiчна змiна положення Сонця на небi вiдзначена в Бiблii. У Ветхому Заповiтi в книзi РЖова сказано: Чи Влдавав ти коли в життi своiму наказу утру i чи указував зорi мiсце iiВ» (38.12). Тут мовиться, що ранок наступаi не в один i той же час, i зоря, тобто мiсце, де сходить Сонце, теж мiняi своi положення щодо сторiн горизонту. В книзi РЖова вiдображенi i iншi астрономiчнi пiзнання ii авторiв: Чи Влможеш ти зв'язати вузол Хима i дозволити узи Кесиль?В» (38.31). ВлпереводитьсяВ» це так: Чи Влможеш зв'язати вузол у Плеяд i розв'язати його у Орiона? Чи можеш ти вивести зодiакальнi сузiр'я i Ведмедицю з дiтьми ii водити?В». Ймовiрно, записано це було на початку I тисячолiття до н. э., але тут вiдобразилися i бiльш стародавнi представлення кочiвникiв, коли семiтськi племена ще блукали з своiми стадами по аравiйському пiвострову.

Спостерiгаючи перiодичнi змiни на небеснiй сферi (свiтил, що рухаються, комет, метеорiв i т. д.), люди помiтили iх зв'язок iз змiною сезонiв на Землi. Це наштовхнуло на думку, що небеснi рухи пов'язанi i з iншими земними явищами - впливають на земну iсторiю або передбачають найважливiшi подii - народження царiв, вiйни, голод, епiдемii i iн. Довiр'я до астрологiчних фантазiй значно сприяло розвитку науковоi астрономii, оскiльки iнакше обгрунтувати властям практичну користь вiд наглядiв за небом було б нелегко.

Якнайдавнiшими астрономiчними винаходами були гномон (жердина для вимiрювання висоти Сонця по довжинi тiнi) i календар. Пiзнiше з'явилися кутомiри рiзних систем.

Шумер i Вавiлон

Шумеро-аккадська держава Вавiлон iснувала з II тис. до н.е. по VI ст. до н.е. (в останнi десятирiччя iм правили халдеi, а в VI столiттi до н.е. краiною заволодiла Персiя).

Жерцi-вавiлоняни залишили безлiч астрономiчних таблиць. Вони ж видiлили основнi сузiр'я i зодiак, ввели розподiл повного кута на 360В°, розвинули тригонометрiю.

В II тис. до н.е. у шумерiв з'явився мiсячний календар, вдосконалений в I тис. до н.е. Рiк складався з 12 синодичних мiсяцiв - шiсть по 29 днiв i шiсть по 30 днiв, всього 354 днi. Спочатку для узгодження з сонячним роком робили вставку 13-го мiсяця, але потiм перестали.

Обробивши своi таблицi наглядiв, жерцi вiдкрили багато законiв руху планет, Мiсяцi i Сонця, змогли передбачати затьмарення. В 450 роцi до н.е. вавiлоняни вже знали Влметонов циклВ» (235 мiсяцiв з великою точнiстю спiвпадають з 19 сонячними роками). Втiм, китайцi вiдкрили його ще ранiше.

Ймовiрно, саме у Вавiлонi з'явився семиденний тиждень (щодня був присвячений одному з 7 свiтил).

Давнiй РДгипет

Розливи Нила вiдбуваються на початку лiта, i якраз на цей час доводиться перший схiд найяскравiшоi зiрки неба - Сирiусу, по-iгипетськи званого ВлСотiсВ». До цього моменту Сирiус не видний. Напевно, тому ВлсотичнийВ» календар вживався в РДгиптi разом з цивiльним. Сотiчеськiй рiк - це перiод мiж двома гелiактичним сходом Сирiусу, тобто вiн спiвпадав з сидеричним роком, а цивiльний рiк складався з 12 мiсяцiв по 30 днiв плюс п'ять додаткових дiб, всього 365 днiв.

Тижнiв спочатку не було, мiсяць дiлився на 3 декади. Вживався в РДгиптi i мiсячний календар з метоновым циклом, злагоджений з цивiльним. Пiзнiше пiд впливом Вавiлона з'явився семиденний тиждень.

Доба дiлилася на 24 години, якi спочатку були нерiвними (окремо для свiтлого i темного часу доби), але в кiнцi IV столiття до н.е. придбали сучасний вигляд. В РДгиптi, на вiдмiну вiд Вавiлона, використовувалася десяткова система, але в добi, окрiм 10 свiтлих годин, вони видiляли ще по годинi на перехiднi перiоди, тому i вийшло 12 годин; те ж для темного часу доби.

Ступiнь розвитку iгипетськоi математики i астрономii неясний. Документiв на цю тему майже немаi, але еллiни високо цiнували iгипетських астрономiв i вчилися у них.

Астрологiя з'явилася не в РДгиптi, але ворожiння по Мiсяцю i планетам використовувалося там вельми широко.

РДгипетська система свiту, по опису Гераклiда Понтiйського (IV ст. до н. э.), була геоцентричною, але Меркурiй i Венера звертаються навкруги Сонця (хоча разом з ним - i навкруги Землi).

Стародавнiй Китай

Найбiльший розвиток стародавня астрономiя Сходу одержала в Китаi. Вже пiд час легендарноi династii Ця (кiнець III - почало II тис. до н. э.) в Китаi були двi посади придворних астрономiв. Розвиток китайськоi астрономii вiдбувався в тiсному спiлкуваннi з Вавiлоном i РДгиптом. Перший астрономiчний твiр, що дiйшов до нас, - ВлКнига зiрокВ» - з'явилося в IV столiттi до н.е. Приблизно в цей же час китайцi уточнили тривалiсть сонячного року (365,25 днiв). Вiдповiдно небесний круг дiлили на 365,25 градусiв або на 28 сузiр'iв (по руху Мiсяця).

Обсерваторii з'явилися в XII столiттi до н.е. Але набагато ранiше китайськi астрологи старанно реiстрували всi незвичайнi подii на небi (затьмарення, комети - Влзiрки з мiтлоюВ», метеори, новi зiрки). Перший запис про появу комети вiдноситься до 2315 р. до н. э., про мiсячне затьмарення - до 1137 р. до н. э., про сонячне - до 720 року до н. э., перший метеоритний дощ запротокольований в 687 р. до н.е. найранiше повiдомлення про комету Галлея датуiться 1058 р. до н.е. В записах вiдзначенi майже всi появи комети Галлея, починаючи з 1058 р. до н.е. В 301 р. вперше помiченi плями на Сонце; пiзнiше вони реiструвалися неодноразово.

По легендi, в 2137 р. до н.е. були страчено двох астрономiв Хо i Хи, що не зумiли передбачити затьмарення. З III столiття до н.е. таких помилок вже не було, передбачалася не тiльки дата затьмарення, але i його тип i район нагляду.

Цiкаво, що Чумацький шлях у китайцiв називався саме так (або - Небесною рiчкою).

З iнших досягнень китайськоi астрономii вiдзначимо правильне пояснення причини сонячних i мiсячних затьмарень, вiдкриття нерiвномiрностi руху Мiсяця, вимiрювання сидеричного перiоду спочатку для Юпiтера (12 рокiв, точне значення: 11.86), а з III столiття до н.е. - i для всiх iнших планет, як сидеричнi, так i синодичнi, з хорошою точнiстю.

Календарiв в Китаi була множина. До VI столiття до н.е. був вiдкритий метонов цикл i затвердився мiсячно-сонячний календар. Початок року - день зимового сонцестояння, початок мiсяця - молодик. Доба дiлилася на 12 годин (назви яких використовувалися i як назви мiсяцiв) або на 100 частин.

Календарнi реформи в Китаi проводилися постiйно. Роки об'iднувалися в 60-рiчний цикл: щороку присвячувався одному з 12 тварин (Зодiаку) i однiii з 5 стихiй: вода, вогонь, метал, дерево, земля. Кожнiй стихii вiдповiдала одна з планет; була i шоста - первинна - стихiя ВлциВ» (ефiр). Пiзнiше ци дiлили на декiлька видiв: iнь-ци i ян-ци, i iншi, погоджуючи з навчанням Лао Цзи (VI ст. до н. э.).

РЖншi краiни

У iндiйцiв помiтних успiхiв в астрономii - на вiдмiну вiд математики - не було; пiзнiше вони охоче переводили i коментували грецькi твори.

А ось цивiлiзацiя майя (II-X столiття н. э.) надавала астрономiчним знанням величезне значення. Залишки мiст i храмiв-обсерваторiй вражають уяву. На жаль, збереглися тiльки 4 рукописи рiзного вiку i тексти на стелах.

Майя з великою точнiстю визначили синодичнi перiоди всi 5 планет (особливо почитала Венера), придумали дуже точний календар. Мiсяць майя мiстив 20 днiв, а тиждень - 13. Початок календарноi ери вiднесений до 5041738 року до н. э., хоча хронологiя свого народу велася з 3113 р. до н.е.

В РДвропi друiди кельтських племен безумовно володiли якимись астрономiчними знаннями; i пiдстави припускати, що Стоунхендж був не тiльки мiсцем ритуалiв, але i обсерваторiiю. Побудований вiн був близько 1900-1600 рр. до н.е.

Стародавня Грецiя - раннiй перiод

Еллiни, судячи з усього, ще в гомерiвських часiв цiкавилися астрономiiю, iх карта неба i багато назв залишилися в сучаснiй науцi. Спочатку знання були неглибокi - наприклад, уранiшня i вечiрня Венера вважалися рiзними свiтилами (Фосфор i Геспер); вже шумери знали, що це одне i те ж свiтило. Виправлення помилки Влроздвоiння ВенериВ» приписують Пiфагору i Парменiду.

Полюс свiту в цей час вже пiшов вiд Альфи Дракона, але ще не присунувся до Полярноi; можливо, тому в Одiссеi жодного разу не згадуiться напрям на пiвнiч.

Пiфагорiйцi запропонували пiроцентричну модель Всесвiту, в якому зiрки, Сонце, Мiсяць i шiсть планет звертаються навкруги Центрального Вогню (Гестii). Щоб всього вийшло священне число - десять - сфер, шостою планетою оголосили Протiвоземлю (Антiхтон). Як Сонце, так i Мiсяць, по цiй теорii, свiтили вiдображеним свiтлом Гестii. Це була перша математична система свiту - у iнших стародавнiх космогонiстiв працювало швидше уява, нiж логiка.

Вiдстанi мiж сферами свiтил у пiфагорiйцiв вiдповiдали музичним iнтервалам в гаммi; при обертаннi iх звучить Влмузика сферВ», нечутна нами. Пiфагорiйцi рахували Землю кулястоi i обертаiться, отчого i вiдбуваiться змiна дня i ночi. Втiм, окремi пiфагорiйцi (Аристарх Самосськiй i iн.) дотримувалися гелiоцентричноi системи. У пiфагорiйцiв виникло вперше i поняття ефiру, але частiше за все цим словом позначалося повiтря. Тiльки Платон вiдособив ефiр як окрему стихiю.

Платон, учень Сократа, вже не сумнiвався в шароподiбнотi Землi (навiть Демокрiт вважав ii диском). По Платону, Космос не вiчний, оскiльки все, що вiдчуваiться, i рiч, а речi старiють i вмирають. Бiльш того, сам Час народився разом з Космосом. Наслiдки, що далеко йдуть, мав заклик Платона до астрономiв розкласти нерiвномiрнi рухи свiтил на ВлдосконалiВ» рухи по колах.

На цей заклик вiдгукнувся Евдокс Кнiдськiй, вчитель Архiмеда i сам учень iгипетських жерцiв. В своiх (що не збереглися) творах вiн висловив кiнематичну схему руху планет з декiлькома накладеними круговими рухами, всього по 27 сферам. Правда, згода з наглядами для марса була поганою. Рiч у тому, що орбiта марса помiтно вiдрiзняiться вiд круговоi, так що траiкторiя i швидкiсть руху планети по небу мiняються в широких межах. Евдокс також склав перший в РДвропi зоряний каталог.

Аристотель, автор ВлФiзикиВ», теж був учнем Платона. В його творах було немало рацiональних думок; вiн переконливо довiв, що Земля - куля, спираючись на форму тiнi Землi при мiсячних затьмареннях, оцiнив коло Землi в 400000 стадiй, або близько 70000 км - завищено майже удвiчi, але для того часу точнiсть непогана. Але зустрiчаються i безлiч помилкових тверджень: роздiлення земних i небесних законiв свiту, заперечення пустки i атомiзму, чотири стихii як першооснови матерii плюс небесний ефiр, суперечлива механiка: Влстрiлу у польотi пiдштовхуi повiтряВ» - навiть в середньовiччi це безглузде положення висмiювалося (Фiлопон, Бурiдан). Метеори вiн вважав атмосферними явищами, спорiдненими блискавцi.

Стародавня Грецiя - александрiйський перiод

Концепцii Аристотеля частина фiлософiв канонiзувала ще при його життi, i надалi багато здорових iдей, що суперечать iм, зустрiчалися вороже - наприклад, гелiоцентризм Аристарха Самосського. Аристарх вперше намагався також змiряти вiдстань до Сонця i Мiсяця i iх дiаметри; для Сонця вiн помилився на порядок (вийшло, що дiаметр Сонця в 250 разiв бiльше земного), але до Аристарха всi вважали, що Сонце менше Землi. Саме тому вiн i вирiшив, що в центрi свiту знаходиться Сонце. Бiльш точнi вимiрювання кутового дiаметра Сонця виконав Архiмед, в його переказi нам i вiдомi погляди Аристарха, твори якого втраченi.

Ератосфен в 240 р. до н.е. досить точно змiряв довжину земного кола i нахил еклiптики до екватора (т.е нахил земноi осi); вiн також запропонував систему високосiв, пiзнiше названу юлiанським календарем.

З III столiття до н.е. грецька наука засвоiла досягнення вавiлонян, у тому числi - в астрономii i математицi. Але греки пiшли значно далi. Бiля 230 року до н.е. Аполлонiй Пергськiй розробив новий метод представлення нерiвномiрного перiодичного руху через базове коло - деферент - i вторинне коло, що кружляiться навкруги деферента, - епiцикл; саме свiтило рухаiться по епiциклу. В астрономiю цей метод ввiв видатний астроном Гиппарх, що працював на Родосi.

Гиппарх вiдкрив вiдмiннiсть тропiчного i сидеричного рокiв, уточнив довжину року (365,25 - 1/300 днiв). Методика Аполлонiя дозволила йому побудувати математичну теорiю руху Сонця i Мiсяця. Гиппарх ввiв поняття ексцентриситету орбiти, апогею i перигея, уточнив тривалiсть синодичного i сидеричного мiсячних мiсяцiв (з точнiстю до секунди), середнi перiоди обiгу планет. По таблицях Гиппарха можна було передбачати сонячнi i мiсячнi затьмарення з нечуваною для того часу точнiстю - до 1-2 годин. До речi, саме вiн ввiв географiчнi координати - широту i довготу. Але головним результатом Гиппарха стало вiдкриття зсуву небесних координат - Влпередування рiвноденьВ». Вивчивши данi наглядiв за 169 рокiв, вiн знайшов, що положення Сонця у момент рiвнодення змiстилося на 2В°, або на 47" в рiк (насправдi - на 50,3").

В 134 роцi до н.е. в сузiр'i Скорпiона з'явилася нова яскрава зiрка. Щоб полегшити стеження за змiнами на небi, Гиппарх склав каталог для 850 зiрок, розбивши iх на 6 класiв по яскравостi.

46 рiк до н. е.: введений юлiанський календар, розроблений александрiйським астрономом Созiгеном за зразком iгипетського цивiльного. Лiточислення Рима велося вiд легендарноi пiдстави Рима - з 21 квiтня 753 року до н.е.

Систему Гиппарха завершив великий александрiйський астроном, математик, оптик i географ Клавдiй Птоломей. Вiн значно удосконалив сферичну тригонометрiю, склав таблицю синусiв (через 0.5В°). Але головне його досягнення - ВлМегале синтаксисВ» (Велика побудова); араби перетворили цю назву в Влаль МаджiстiВ», звiдси пiзнiше ВлАльмагестВ». Праця мiстить фундаментальний виклад геоцентричноi системи свiту.

Будучи принципово невiрною, система Птолемея, проте, дозволяла з достатньою для того часу точнiстю передобчислювати положення планет на небi i тому задовольняла, до певноi мiри, практичним запитам протягом багатьох столiть.

Системою свiту Птоломея завершуiться етап розвитку старогрецькоi астрономii.

Розвиток феодалiзму i розповсюдження християнськоi релiгii спричинили за собою втрату iнтересу до природних наук, i розвиток астрономii в РДвропi загальмувався на багато сторiч.

Наступний перiод розвитку астрономii пов'язаний з дiяльнiстю вчених краiн iсламу - ал-Баттани, ал-Бируни, Абу-л-Хасана iбн Юнiса, Насир пекло-Дiна ат-Туси, Улугбека i багатьох iнших.

Становлення теоретичноi астрономii. Середньовiччя

В епоху середньовiччя астрономи займалися лише наглядами видимих рухiв планет i узгодженням цих наглядiв з прийнятою геоцентричною системою Птолемея.

Цiкавi космологiчнi iдеi можна знайти в творах Орiгена з Александрii, видного апологета раннього християнства, учня Фiлона александрiйського. Орiген закликав сприймати Книгу Буття не буквально, а як символiчний текст. Всесвiт, по Орiгену, мiстить безлiч свiтiв, у тому числi жилих. Бiльш того, вiн допускав iснування безлiчi Всесвiтiв з своiми зоряними сферами. Кожний Всесвiт кiнцевий в часi i в просторi, але сам процес iх зародження i загибелi нескiнченний:

Що стосуiться мене, то скажу, що Бог приступив до своii дiяльностi не тодi, коли був створений наш видимий мир; i подiбно тому, як пiсля закiнчення iснування останнього виникаi iнший мир, так само до початку Всесвiту iснував iнший Всесвiт. Отже, слiд вважати, що не тiльки iснують одночасно багато свiтiв, але i до початку нашого Всесвiту iснували багато Всесвiтiв, а пiсля закiнчення неi будуть iншi свiти.

Треба сказати, звучить цiлком сучасно.

В XI-XII столiттях основнi науковi працi грекiв i iх арабомовних учнiв були перекладенi на латинський. Основоположник схоластики Альберт Великий i його учень Хома Аквiнськiй в XIII столiттi препарували навчання Аристотеля, зробивши його прийнятним для католицькоi традицii. З цiii митi система свiту Арiстотеля-Птолемея фактично зливаiться з католицьким догматизмом. Експериментальний пошук iстини пiдмiнявся бiльш звичною для теологii методикою - пошуком вiдповiдних цитат в канонiзованих творах i iх просторовим коментуванням.

В XIII столiттi в Толедо пiд заступництвом короля Кастiлii Альфонса X Мудрого вiдкрилася перша в РДвропi обсерваторiя. В нiй працювали християни, iвреi i мусульмани; пiдготовленi ними астрономiчнi таблицi були опублiкованi в 1252 роцi (пiднесенi королю при сходженнi на престол). ВлАльфонсинськii таблицiВ» вiдрiзнялися хорошою точнiстю i використовувалися бiльше двох сторiч.

В XV столiттi нiмецький фiлософ, кардинал Микола Кузанськiй, помiтно випередивши свiй час, виказав думку, що Всесвiт нескiнченний, i у неi взагалi немаi центру - нi Земля, нi Сонце, нi що-небудь iнше не займають особливого положення. Всi небеснi тiла складаються з тiii ж матерii, що i Земля, i, цiлком можливо, жилi. За столiття до Галiлея вiн затверджував: всi свiтила, включаючи Землю, рухаються в просторi, i кожне спостерiгач, що знаходиться на ньому, маi право вважати нерухомим.

В XV столiттi велику роль в розвитку наглядовоi астрономii зiграли працi Георга Пурбаха, а також його учня i друга РЖоганна Мюллера (Региомонтана). До речi, вони стали першими в РДвропi ученими, що не мали духовного сану. Пiсля серii наглядiв вони переконалися, що всi астрономiчнi таблицi, що були, включаючи Альфонсинськi, застарiли: положення марса давалося з помилкою на 2В°, а мiсячне затьмарення спiзнилося на цiлу годину! Для пiдвищення точностi розрахункiв Региомонтан склав нову таблицю синусiв (через 1') i таблицю тангенсiв. Книгодрукування, що тiльки що з'явилося, сприяло тому, що виправлений пiдручник Пурбаха i ВлЕфемерiдиВ» Региомонтана протягом десятирiч були основним астрономiчним керiвництвом для iвропейцiв. Таблицi Региомонтана були набагато точнiше колишнiх i справно служили аж до Коперника. РЗх використовували Колумб i Америго Вiспуччi. Пiзнiше таблицi якийсь час використовувалися навiть для розрахункiв по гелiоцентричнiй моделi.

Регiомонтан також запропонував метод визначення довготи по рiзницi табличного i мiсцевого часу, вiдповiдного заданому положенню Мiсяця. Вiн констатував розбiжнiсть юлiанського календаря з сонячним роком майже на 10 днiв, що примусило церкву задуматися про календарну реформу. Така реформа обговорювалася на Латеранськом соборi (Рим, 1512-1517) i була реалiзована в 1582 роцi.

Коперниканська революцiя

До XVI столiття було ясно, що система Птоломея неадекватна i приводить до неприпустимо великих розрахункових помилок. Для пiдвищення точностi розрахункiв положень планет деякi астрономи пропонували ввести додатковi епiцикли, але i вони не рятували положення. Микола Коперник став першим, хто запропонував альтернативу, що детально пропрацювала, причому засновану на абсолютно iншiй моделi свiту.

Головна праця Коперника - ВлDe Revolutionibus Orbium CaelestiumВ» (Про обертання небесних сфер) - був в основному завершений в 1530 роцi, але тiльки перед смертю Коперник зважився опублiкувати його. Втiм, в 1503-1512 роках Коперник поширював серед друзiв рукописний конспект своii теорii (Влмалий коментар про гiпотези, що вiдносяться до небесних рухiвВ»), а його учень Ретiк опублiкував ясний виклад гелiоцентричноi системи в 1539 роцi. Очевидно, чутки про нову теорiю широко розiйшлися вже в 1520-х роках.

По структурi головна праця Коперника майже повторюi ВлАльмагестВ» в дещо скороченому виглядi (6 книг замiсть 13). В першiй книзi також приведенi аксiоми, але замiсть положення про нерухомiсть Землi помiщена iнша аксiома - Земля i iншi планети обертаються навкруги осi i навкруги Сонця. Ця концепцiя детально аргументуiться, а Влдумку стародавнiхВ» бiльш менш переконливо спростовуiться. Коперник згадуi як своiх союзникiв тiльки античних фiлософiв Фiлолая i Никетаса.

З гелiоцентричних позицiй Коперник без працi пояснюi поворотний рух планет. Далi приводиться той же матерiал, що i у Птоломея, лише трохи уточнений: сферична тригонометрiя, зоряний каталог, теорiя руху Сонця i Мiсяця, оцiнка iх розмiрiв i вiдстанi до них, теорiя прецесii i затьмарень.

В книзi III, присвяченому рiчному рухи Землi, Коперник робить епохальне вiдкриття: пояснюi Влпередування рiвноденьВ» зсувом напряму земноi осi. В книгах V i VI, присвячених руху планет, завдяки гелiоцентричному пiдходу стало можливо оцiнити середнi вiдстанi планет вiд Сонця, i Коперник наводить цi данi, досить близькi до сучасних.

Система свiту Коперника, з сучасноi точки зору, ще недостатньо радикальна. Всi орбiти круговi, рух по них рiвномiрний, так що епiцикли довелося зберегти - правда, замiсть 80 iх стало 34. Механiзм обертання планет збережений колишнiм - обертання сфер, до яких прикрiпленi планети. Але тодi вiсь Землi в ходi рiчного обертання повинна повертатися, описуючи конус; щоб пояснити змiну пiр року, Копернику довелося ввести третi (зворотне) обертання Землi навкруги осi, перпендикулярнiй еклiптицi, яке використовував також для пояснення прецесii. На межу свiту Коперник помiстив сферу нерухомих зiрок.

Строго кажучи, модель Коперника навiть не була гелiоцентричною, оскiльки Сонце вiн розташував не в центрi планетних сфер.

Птолемеiвський зсув центру орбiти (еквант) Коперник, природно, виключив, i це стало кроком назад - первинно бiльш точнi, нiж Птоломеiвi, таблицi Коперника незабаром iстотно розiйшлися з наглядами, що немало спантеличило i охолодило ii захоплених прихильникiв. Та все ж в цiлому модель свiту Коперника була колосальним кроком вперед i нищiвним ударом по архаiчних авторитетах.

Католицька церква спочатку вiднеслася до вiдродження ВлпiфагорiйцяВ» благодушно, окремi ii стовпи навiть протегували Копернику. Тато Климент VII, стурбований уточненням календаря, доручив кардиналу Вiгманштадту прочитати вищому клiру лекцiю про нову теорiю, яка i була з увагою вислухана. З'явилися, проте, серед католикiв i ярi супротивники гелiоцентризму. Проте вже з 1560-х рокiв в декiлькох унiверситетах Швейцарii i РЖталii почалися лекцii за системою Коперника. Математична основа моделi Коперника була дещо простiше, нiж у Птоломеiвоi, i цим вiдразу скористалися в практичних цiлях: були випущенi уточненi астрономiчнi (ВлпрусськiВ») таблицi (1551, Е. Рейнгольд).

З iнших подiй бурхливого XVI столiття вiдзначимо, що 5 жовтня 1582 року була проведена давно запланована календарна реформа (5 жовтня стало 15-м). Новий календар був названий григорiанським на честь тата Григорiя XIII, але справжнiм автором проекту був iталiйський астроном i лiкар Луiджi Лiллiо.

Винахiд телескопа. Галiлей

Великий iталiйський вчений Галiлео Галiлей систему Коперника прийняв з ентузiазмом, причому вiдразу вiдкинув фiктивний Влтретiй рухВ», показавши на досвiдi, що вiсь дзиги, що рухаiться, зберiгаi свiй напрям сама собою. Для доказу правоти Коперника вiн вирiшив застосувати телескоп.

Шлiфованi склянi лiнзи були вiдомi ще вавiлонянам; найстародавнiша iз знайдених при розкопках лiнз вiдноситься до VII столiття до н.е. В 1608 роцi в Голландii була винайдена зорова труба; дiзнавшися про це влiтку 1609 роки, Галiлей самостiйно побудував значно вдосконалений ii варiант, створивши перший в свiтi телескоп-рефрактор. Збiльшення телескопа спочатку було триразовим, пiзнiше Галiлей довiв його до 32-кратного.

Сенсацiйнi результати своiх дослiджень Галiлей висловив в серii статi ВлЗоряний вiсникВ» (1610), викликавши серед учених справжнiй шквал оптичних наглядiв за небом. Виявилося, що Чумацький шлях складаiться з скупчень окремих зiрок, що на Мiсяцi i гори (заввишки до 7 км, що близьке до iстини) i западини, на Сонце i плями, а у Юпiтера - супутники (термiн ВлсупутникВ» ввiв пiзнiше Кеплер). Особливо важливим було вiдкриття, що Венера маi фази; в системi Птоломея Венера як ВлнижняВ» планета була завжди ближче до Землi, нiж Сонце, i ВлповновенерiстьВ» було неможливе.

Галiлей вiдзначив, що дiаметр зiрок, на вiдмiну вiд планет, в телескопi не збiльшуiться, а деякi туманностi, навiть в збiльшеному виглядi, не розпадаються на зiрки; це явна ознака, що вiдстанi до зiрок колосальнi навiть в порiвняннi з вiдстанями в Сонячнiй системi.

Галiлей знайшов у Сатурна виступи, якi прийняв за два супутники. Потiм виступи зникли (кiльце обернулося), Галiлей порахував свiй нагляд iлюзiiю i не повертався бiльш до цiii теми; кiльце Сатурна вiдкрив в 1656 роцi Християн Гюйгенс.

Елiпси Кеплера Галiлей не прийняв, продовжуючи вiрити в круговi орбiти планет. Причиною цього, можливо, стало надмiрне захоплення Кеплера мiстичноi нумерологiiю i Влсвiтовою гармонiiюВ». Галiлей визнавав тiльки позитивне знання i не поважав пiфагорiйця. Особисто Кеплера вiн високо цiнував i вiв з ним жваве листування, проте нiде в своiх роботах про нього не згадував.

Зображення в телескопi Галiлея було не дуже чiтким, в основному унаслiдок хроматичноi аберацii. По цiй i з iнших причин повiдомлення про вiдкриття Галiлея викликало у багато кого недовiр'я i навiть насмiшки. Галiлея також, що було куди неприiмнiше, звинуватили в iресi. Вiн неодноразово був вимушений iздити до Рима, особисто i письмово пояснюватися з вищим духiвництвом i iнквiзицiiю.

В 1616 роцi римська конгрегацiя офiцiйно забороняi гелiоцентризм як небезпечну iресь:

Стверджувати, що Сонце стоiть нерухомо в центрi свiту - думка безглузда, помилкова з фiлософськоi точки зору i формально iретичне, оскiльки воно пряме суперечить Св. Писанню.

Стверджувати, що Земля не знаходиться в центрi свiту, що вона не залишаiться нерухомою i володii навiть добовим обертанням, i думка така ж безглузда, помилкова з фiлософською i грiховне з релiгiйноi точки зору.

Книга Коперника була включена в РЖндекс заборонених книг Влдо ii виправленняВ».

Спочатку величезний науковий авторитет i заступництво знатних персон, включаючи кардинала Барберiнi (пiзнiше що став татом Урбаном VII) рятували Галiлея вiд репресiй. Але вихiд у свiт ВлДiалогiв про двi найголовнiшi системи свiтуВ» (1632 сiчень-лютi), хоча i дозволений папською цензурою, викликав лють iнквiзицii i самого тата Урбана, який запiдозрив, що саме його вивели в книзi пiд iм'ям простака Симплiчiо. Не дивлячись на демонстративно нейтральну позицiю автора, доводи коперниканця Сальвiатi в книзi явно переконливiшi, нiж його супротивникiв. Мало того, в ВлДiалозiВ» мiстилися припущення про нескiнченнiсть Всесвiту i множинностi жилих свiтiв.

Вже в серпнi того ж 1632 року ВлДiалогиВ» були внесенi в горезвiсний ВлРЖндексВ», недбайливого цензора звiльнили, книгу вилучили з продажу, а в жовтнi 69-рiчного Галiлея викликали в римську iнквiзицiю. Спроби тосканського герцога добитися вiдстрочення процесу зважаючи на погане здоров'я вченого i чумного карантину в Римi успiху не мали, i в лютому 1633 року Галiлей був вимушений з'явитися до Рима.

Процес Галiлея тривав до червня 1633 року. По вироку, Галiлей був визнаний винен в тому, що вiн пiдтримував i поширював помилкове, iретичне i осоружне Св. Писанню навчання. Ученого примусили публiчно покаятися i вiдректися вiд ВлiресiВ». Потiм його направили у в'язницю, але декiлька днiв опiсля тато Урбан дозволив вiдпустити Галiлея пiд нагляд iнквiзицii. В груднi вiн повернувся на батькiвщину, в село поблизу Флоренциi, де i провiв залишок життя в режимi домашнього арешту.

Закони Кеплера

До середини XVI столiття астрономiчнi нагляди в РДвропi були не дуже регулярними. Першим проводити систематичнi нагляди почав данський астроном Тихо Бразi, використовуючи спецiально для цього обладнану обсерваторiю Уранiборг в Данii (острiв Вен). Вiн спорудив крупнi, унiкальнi для РДвропи iнструменти, завдяки яким визначав положення свiтил з небувалою ранiше точнiстю. До цього часу не тiльки ВлАльфонсинськiiВ», але i бiльш новi ВлПрусськi таблицiВ» давали велику помилку. Для пiдвищення точностi Бразi застосовував як технiчнi удосконалення, так i спецiальну методику нейтралiзацii погрiшностей нагляду.

Бразi першим змiряв паралакс комети (1577) i показав, що це не атмосферне, як вважали ранiше (навiть Галiлей), а космiчне тiло. Тим самим вiн поруйнував уявлення, що роздiляiться навiть Коперником, про iснування планетних сфер - комети явно рухалися у вiльному просторi. Довжину року вiн змiряв з точнiстю до 1 секунди. В русi Мiсяцi вiн вiдкрив двi новi нерiвностi - варiацiю i рiчне рiвняння, а також коливання нахилу мiсячноi орбiти до еклiптики. Бразi склав уточнений каталог для 1000 зiрок, з точнiстю 1'. Але головна заслуга Тихо Бразi - безперервна (щоденна), протягом 15-20 рокiв, реiстрацiя положення Сонця, Мiсяця i планет. Для марса, чий рух самий нерiвномiрний, нагромадилися нагляди за 16 рокiв, або 8 повних оборотiв марса.

Бразi був знайомий з системою Коперника ще по ВлМалому коментарюВ», проте вiдразу вказав на ii недолiки - у зiрок немаi паралакса, у Венери не спостерiгаiться змiна фаз (телескопа тодi не було!) i iн. Разом з тим вiн оцiнив обчислювальнi зручностi новоi системи i в 1588 роцi запропонував компромiсний варiант, близький до Влiгипетськоi моделiВ» Гераклiда: Земля нерухома в просторi, обертаiться навкруги осi, Мiсяць i Сонце обертаiться навкруги неi, а iншi планети - навкруги Сонця. Частина астрономiв пiдтримала такий варiант.

Перевiрити правильнiсть своii моделi Бразi не зумiв через недостатнi знання математики, i тому, переiхавши до Праги на запрошення iмператора Рудольфа, запросив туди (в 1600 роцi) молодого нiмецького вченого РЖоганна Кеплера. Наступного року Тихо Бразi помер, i Кеплер зайняв його мiсце.

Кеплера бiльш привертала система Коперника - як менш штучна, бiльш естетична i вiдповiдна тiй божественнiй Влсвiтовiй гармонiiВ», яку вiн убачав у Всесвiтi. Використовуючи нагляди марсiанськоi орбiти, виконанi Тихо Бразi, Кеплер намагався пiдiбрати форму орбiти i закон змiни швидкостi марса, що найкращим чином узгоджуються з досвiдченими даними. Вiн бракував одну модель за iншою, поки, нарештi, ця настирна робота не увiнчалася першим успiхом - були сформульовано два закони Кеплера:

Кожна планета описуi елiпс, в одному з фокусiв якого знаходиться Сонце.

Кожна планета рухаiться в площинi, що проходить через центр Сонця, причому секторна площа, що замiтаiться ii радiус-вектором, пропорцiйна часу обiгу.

Другий закон пояснюi нерiвномiрнiсть руху планети: чим ближче вона до Сонця, тим швидше рухаiться.

Основнi iдеi Кеплера вiн висловив в працi ВлНова астрономiя, або фiзика небаВ» (1609), причому, обережностi ради, вiдносив iх тiльки до марса. Пiзнiше в книзi ВлГармонiя свiтуВ» (1619) вiн розповсюдив iх на всi планети i повiдомив, що вiдкрив третiй закон:

Квадрати часiв обiгу планет по орбiтi вiдносяться як куби iх середнiх вiдстаней вiд Сонця.

Цей закон фактично встановлюi швидкiсть руху планет (другий закон регулюi тiльки змiну цiii швидкостi) i дозволяi iх обчислити, якщо вiдома швидкiсть однiii з планет (наприклад, Землi) i вiдстанi планет до Сонця.

Кеплер видав своi астрономiчнi таблицi, присвяченi iмператору Рудольфу (ВлРудольфiнськiiВ»).

Через рiк пiсля смертi Кеплера (1631) Гассендi спостерiгав передбачене iм проходження Меркурiя по диску Сонця.

Вже сучасники Кеплера переконалися в точностi вiдкритих ним законiв, хоча iх глибинне значення до Ньютона залишалося незрозумiлим. Нiяких серйозних спроб реанiмувати Птолемея або запропонувати iншу систему руху бiльше не було.

РЖншi вiдкриття XVII столiття

1612: вiдкриття Туманностi Андромеди. Сiм рокiв опiсля вiдкрита туманнiсть Орiона.

1647: докладна карта Мiсяця (Ян Гевелiй).

1655: Гюйгенс вiдкриваi супутник Сатурна Титан, а наступного року - кiльця сатурна.

1657: перший виклад системи Коперника на росiйськiй мовi - Епiфанiй Славiнецкий, ВлЗеркало вся ВселеннияВ»; ця книга була перекладом ВлВведення в космографiюВ» РЖ. Блеу.

1665: вiдкриття на Юпiтерi Червоноi плями (Кассинi, Гук). Змiряний перiод обiгу Юпiтера (а в 1666 роцi - i марса) навкруги своii осi (Кассинi).

1666: разом з паризькою Академiiю наук заснована i паризька обсерваторiя. Кассинi стаi першим директором цiii обсерваторii. З його досягнень на новому посту (сумiсно з Же. Рiше) - перше достатньо точне визначення (1671-1673) паралакса Сонця (9.5") i астрономiчноi одиницi (140 млн км), вiдкриття Влщiлини КассинiВ» в кiльцi сатурна (1675).

1675: оцiнка швидкостi свiтла (Ремер), що уточнила уявлення про вiдстанi до планет.

1676: заснована Грiнвiчськая обсерваторiя (Флемстiд). Едмонд Галлей вiдкриваi Влвелику нерiвнiстьВ» Сатурна i Юпiтера, а в 1693 роцi - вiкове прискорення Мiсяця. Пояснення цим явищам через 100 рокiв дав Лаплас.

В iсторii науки Галлей знаменитий понад усе своiми дослiдженнями комет. Обробивши багаторiчнi данi, вiн обчислив орбiти бiльше 20 комет i вiдзначив, що декiлька iх появ, у тому числi комета 1682 року, вiдносяться до однiii i тiii ж комети (названоi його iм'ям). Вiн призначив новий вiзит своii комети на 1758 рiк, хоча самому Галлею не судилося переконатися в точностi свого прогнозу.

1687: РЖсаак Ньютон формулюi закон тяжiння i виводить з нього всi 3 закони Кеплера. РЖншим найважливiшим слiдством теорii Ньютона стало пояснення, чому орбiти небесних тiл трохи вiдхиляються вiд кеплеровського елiпса. Цi вiдхилення особливо помiтнi для Мiсяця. Причиною i вплив iнших планет, а для Мiсяця - також i Сонця. Облiк цього дозволив Ньютону вiдкрити в русi Мiсяцi новi вiдхилення (нерiвностi) - рiчне, паралактичне, заднiй рух вузлiв i iн. Ньютон вельми точно обчислив величину прецесii (50" в рiк), видiливши в нiй сонячну i мiсячну складовi.

Ньютон вiдкрив причину хроматичноi аберацii, яку вiн помилково вважав неусувною; насправдi, як пiзнiше з'ясувалося, вживання декiлькох лiнз в об'iктивi може iстотно ослабити цей ефект. Ньютон пiшов iншим шляхом i винайшов дзеркальний телескоп-рефлектор; при невеликiй величинi вiн давав значне збiльшення i вiдмiнне чiтке зображення.

XVIII ст.

1718: Едмонд Галлей знайшов власний рух зiрок (Сiрiус, Альдебаран i Арктур). Галлей також звернув увагу на Влтуманнi зiркиВ», обговорювали iх можливу структуру i причини свiчення. Галлей склав iх каталог, пiзнiше доповнений Дерхемом; вiн включав близько двох десяткiв туманностей.

1727: Дж. Бредлi вiдкрив рiчну аберацiю (20,25"), i факт руху Землi одержав пряме досвiдчене пiдтвердження.

Почали з'являтися першi космогонiчнi гiпотези. Уiльям Уiстон припустив, що Земля спочатку була кометою, яка зiткнулася з iншою кометою, пiсля чого Земля стала обертатися навкруги осi, i на нiй з'явилося життя; книга Уiстона ВлНова теорiя Землi.В» (англ. А New Theory Earth) одержала схвальнi вiдгуки РЖсаака Ньютона i Джона Локка. Великий Жорж Бюффон теж привернув комету, але в його моделi (1749) комета впала на Сонцi i вибила звiдти струмiнь речовини, з якоi i утворилися планети. Хоча обурена церква примусила Бюффона письмово вiдректися вiд цiii гiпотези, його трактат викликав великий iнтерес i навiть в 1778 роцi був перевиданий. Катастрофiчнi гiпотези з'являлися i пiзнiше (Фай, Чемберлiн i Мультон, Джiнс i Джеффрiс).

Надзвичайно цiкавi думки мiстилися в книзi Р. Бошковича ВлТеорiя натуральноi фiлософii, приведена до iдиного закону сил, iснуючих в природiВ» (1758) - структурна нескiнченнiсть Всесвiту, динамiчний атомiзм, можливiсть стиснення або розширення Всесвiту без змiни фiзичних процесiв в нiй, iснування взаiмнопроникаючих, але взаiмно неспостережуваних свiтiв i iн.

1755: фiлософ РЖммануiл Кант публiкуi першу теорiю природноi космогонiчноi еволюцii (без катастроф). Зiрки i планети, по гiпотезi Канта, утворюються з скупчень дифузноi матерii: в центрi, де матерii бiльше, виникаi зiрка, а на околицях - планети. Математичну основу гiпотези пiзнiше розробив Лаплас.

Англiйський астроном-самоучка Томас Райт першим припустив, що Всесвiт складаiться з окремих Влзоряних островiвВ». Цi острови, згiдно моделi Райта, обертаються навкруги якогось Влбожественного центруВ» (вiн, втiм, допускав, що центрiв може бути бiльш одного). Райт, а також Сведенборг i пiзнiше Кант розглядали туманностi як видаленi зорянi системи.

1757: перше визначення мас планет, що не мають супутникiв (А. Клеро). Дж. Долланд створюi перший ахроматичний (трьохлiнзовий) об'iктив, спростувавши скептицизм Ньютона в цьому вiдношеннi.

1766: РЖоганн Тiциус вiдкриваi нез'ясовний доте

Вместе с этим смотрят:

Aerospace industry in the Russian province

РЖсторiя ракетобудування Украiни

РЖсторiя спостереження НЛО

Авиационно-космические отрасли в российской провинции

Аналiз гiпотез виникнення Землi i Сонячноi системи