Аналiз гiпотез виникнення Землi i Сонячноi системи

План роботи:

Вступ

Картина свiту

Рух планет

Першi моделi свiту

Перша гелiоцентрична система

Система Птолемея

Свiт Коперника

Сонце i Зiрки

Галактика

Зорянi свiти

Всесвiт

Висновок

Список використаноi лiтератури

Вступ

Зоряне небо у всi часи займало уяву людей. Чому запалюються зiрки? Скiльки iх сяi в ночi? Чи далеко вони вiд нас? Чи i межi у зоряного Всесвiту? З глибокоi старовини людина замислювалася над цими i багатьма iншими питаннями, прагнув зрозумiти, i осмислити устрiй того великого свiту, в якому ми живемо.

Найдавнiшi уявлення людей про нього збереглися в казках i легендах. Пройшли столiття i тисячолiття, перш нiж виникла i отримала глибоке обТСрунтовування i розвиток наука про Всесвiт, що розкрила нам чудесну простоту, дивний порядок всесвiту. Недаремно ще в стародавнiй Грецii ii називали Космосом а це слово спочатку означало ВлпорядокВ» i ВлкрасуВ».

Системи свiту тАУ це уявлення про розташування в просторi i русi Землi, Сонця, Мiсяця, планет, зiрок i iнших небесних тiл.

Картина свiту

В староiндiйськiй книзi, яка називаiться ВлРiгведаВ», що значить ВлКнига промовВ», можно знайти опис тАУ один з найперших в iсторii людства тАУ всього Всесвiту як iдиного цiлого.

Згiдно ВлРiгведiВ», Всесвiт влаштований не дуже складно. В ньому i, перш за все, Земля. Вона представляiться безмежною пласкою поверхнею тАУ Влобширним просторомВ». Ця поверхня покрита зверху небом. А небо тАУ це голубий, усiяний зiрками ВлзведенняВ». Мiж небом i Землею тАУ Влповiтря, яке свiтитьсяВ».

Вiд науки це було дуже далеко. Але важливо тут iнше. Чудова i грандiозна сама зухвала мета тАУ обiйняти думкою весь Всесвiт. Звiдси бере витоки упевненiсть в тому, що людський розум здатний осмислити, зрозумiти, розгадати ii пристрiй, створити в своiй уявi повну картину свiту.

Рух планет

Спостерiгаючи за рiчним перемiщенням Сонця серед зiрок, стародавнi люди навчилися завчасно визначати настання тiii або iншоi пори року. Вони роздiлили смугу неба уздовж еклiптики на 12 сузiр'iв, в кожному з яких Сонце знаходиться приблизно мiсяць. Як вже наголошувалося, цi сузiр'я були названi зодiакальними. Всi вони за винятком одного носять назви тварин.

З передранковим сходом того або iншого сузiр'я стародавнi люди зв'язували своi сiльськогосподарськi роботи, i це вiдображено в самих назвах сузiр'iв. Так, появи на небi сузiр'я Водолiя указувало на очiкувану повiнь, поява Риб тАУ на майбутнiй хiд риби для метання iкри. З уранiшньою появою сузiр'я Деви починалося прибирання хлiба, яке проводилося переважно жiнками. Через мiсяць на небi з'явилася сусiднi сузiр'я Терези, в цей час якраз вiдбувалося зважування i пiдрахунок урожаю.

Ще за 2000 рокiв до н.е. стародавнi спостерiгачi помiтили серед зодiакальних сузiр'iв п'ять особливих свiтил, якi, постiйно мiняючи своi положення на небi, переходять з одного зодiакального сузiр'я в iнше. Надалi грецькi астрономи назвали цi свiтила планетами, тобто ВлблукаючимиВ».

Це Меркурiй, Венера, Марс, Юпiтер i Сатурн, що зберегли в своiх назвах до наших днiв iмена давньоримських богiв. До блукаючих свiтил був зарахований також Мiсяць i Сонце.

Ймовiрно, пройшло багато сторiч перш нiж стародавнiм астрономам вдалося встановити визначенi закономiрностi в русi планет i, перш за все, встановити промiжки часу, пiсля закiнчення яких положення планети на небi по вiдношенню до Сонця повторюiться. Цей промiжок часу пiзнiше був названий синодичним перiодом обiгу планети. Пiсля цього можна було робити наступний крок тАУ будувати загальну модель свiту, в якiй для кожноi з планет би було вiдведено певне мiсце i користуючись яку можна було б наперед передбачити положення планети на декiлька мiсяцiв або лiт вперед.

По характеру свого руху на небеснiй сферi по вiдношенню до Сонця планети (в нашому розумiннi) пiдроздiляються на двi групи. Меркурiй i Венера названий внутрiшнiми або нижнiми, iншi тАУ зовнiшнiми або верхнiми.

Кутова швидкiсть Сонця бiльше швидкостi прямого руху верхньоi планети. Тому Сонце поступово обганяi планету. Як i для внутрiшнiх планет, в мить, коли напрям на планету i на Сонце спiвпадаi, наступаi з'iднання планети з Сонцем. Пiсля того, як Сонце обжене планету, вона стаi видимою перед його сходом, в другiй половинi ночi. Момент, коли кут мiж напрямом на Сонцi i напрямом на планету складаi 180 градусiв, називаiться протистоянням планети. В цей час вона знаходиться в серединi дуги свого позаднього руху. Видалення планети вiд Сонця на 90 градусiв на схiд називаiться схiдною квадратурою, а на 90 градусiв на захiд тАУ захiдною квадратурою. Всi згаданi тут положення планет щодо Сонця (з погляду земного спостерiгача) називаються конфiгурацiями.

При розкопках стародавнiх мiст i храмiв Вавилонii знайденi десятки тисяч глиняних табличок з астрономiчними текстами. РЗх розшифровка показала, що стародавнi вавилонськi астрономи уважно стежили за положенням планет на небi; вони зумiли визначити iх синодичнi перiоди обiгу i використати цi данi при своiх розрахунках.

Першi моделi свiту

Не дивлячись на високий рiвень астрономiчних вiдомостей народiв стародавнього Сходу, iх погляди на будову свiту обмежувалися безпосереднiми зоровими вiдчуттями. Тому у Вавилонi склалися погляди, згiдно яким Земля маi вид опуклого острова, оточеного океаном. Усерединi Землi нiби знаходиться Влцарство мертвихВ». Небо тАУ це твердий купол, що спираiться на земну поверхню i вiддiляючий Влнижнi водиВ» (океан, оточуючий земний острiв) вiд Влверхнiх (дощових) водВ». На цьому куполi прикрiпленi небеснi свiтила, над небом нiби живуть боги. Сонце сходить вранцi, виходячи з схiдних ворiт, i заходить через захiднi ворота, а вночi воно рухаiться пiд Землею.

Згiдно уявленням стародавнiх iгиптян, Всесвiт маi вид великоi долини, витягнутоi з пiвночi на пiвдень, в центрi ii знаходиться РДгипет. Небо уподiбнювалося великому залiзному даху, який пiдтримуiться на стовпах, на нiй у виглядi свiтильникiв пiдвiшенi зiрки.

В Стародавньому Китаi iснувало уявлення, згiдно якому Земля маi форму плоского прямокутника, над яким на стовпах пiдтримуiться кругле опукле небо. Розлючений дракон нiби зiгнув центральний стовп, унаслiдок чого Земля нахилилася на схiд. Тому всi рiчки в Китаi течуть на схiд. Небо ж нахилилося на захiд, тому всi небеснi свiтила рухаються з сходу на захiд.

РЖ лише в грецьких колонiях на захiдних берегах Малоi Азii (РЖонiя), на пiвднi РЖталii i в Сицилii в четвертому столiттi до нашоi ери почався бурхливий розвиток науки, зокрема, фiлософii, як вчення про природу. Саме тут на змiну простому спогляданню явищ природи i iх наiвному тлумаченню приходять спроби науково пояснити цi явища, розгадати iх iстиннi причини.

Одним з видатних старогрецьких мислителiв був Гераклiт Ефесськiй (близько 530 тАУ 470 рр. до н. е.). Це йому належать слова: ВлСвiт, iдиний зi всього, не створений нiким з богiв i нiким з людей, а був, i i буде вiчним живим вогнем, що закономiрно спалахуi i закономiрно згасаi..В» Тодi ж Пiфагор Самосськiй (близько 580 - 500 рр. до н. е.) виказав думку про те, що Земля, як i iншi небеснi тiла, маi форму кулi. Всесвiт представлявся Пiфагору у виглядi концентричних, вкладених один в одного прозорих кришталевих сфер, до яких нiби прикрiпленi планети. В центрi свiту в цiй моделi помiщалася Земля, навкруги неi оберталися сфери Мiсяця, Меркурiя, Венери, Сонця, Марса, Юпiтера i Сатурна. Далi за все знаходилася сфера нерухомих зiрок.

Першу теорiю будови свiту, що пояснюi прямий i позаднiй рух планет, створив грецький фiлософ Евдокс Кнiдськiй (близько 408 тАУ 355 рр. до н. е.). Вiн запропонував, що у кожноi планети i не одна, а декiлька сфер, що скрiпляють один з одним. Одна з них скоюi один оборот в доба навкруги осi небесноi сфери по напряму з сходу на захiд. Час обiгу iншiй (у зворотний бiк) передбачалося рiвним перiоду обiгу планети. Тим самим пояснювався рух планети уздовж еклiптики. При цьому передбачалося, що вiсь другоi сфери нахилена до осi першою пiд певним кутом. Комбiнацiя з цими сферами ще двох дозволяла пояснити позаднiй рух по вiдношенню до еклiптики. Всi особливостi руху Сонця i Мiсяця пояснювалося за допомогою трьох сфер. Зiрки Евдокс розмiстив на однiй сферi, що вмiщаi в себе всi iншi. Таким чином, весь видимий рух небесних свiтил Евдокс звiв до обертання 27 сфер.

Доречно нагадати, що уявлення про рiвномiрний, круговий, абсолютно правильний рух небесних тiл виказав фiлософ Платон. Вiн же виказав припущення, що Земля знаходиться в центрi свiту, що навкруги неi звертаiться Мiсяць, Сонце, далi уранiшня зiрка Венера, зiрка Гермеса, зiрки Ареса, Зевса i Кроноса. У Платона вперше зустрiчаються назви планет на iм'я богiв, повнiстю спiвпадаючi з вавилонськими. Платон вперше сформулював математикам задачу: знайти, за допомогою яких рiвномiрних i правильних кругових рухiв можна Влврятувати явища, що представляються планетамиВ». РЖншими словами, Платон ставив задачу побудувати геометричну модель свiту, в центрi якоi, безумовно, повинна була знаходитися Земля.

Удосконаленням системи свiту Евдокса зайнявся учень Платона Аристотель (384 тАУ 322 рр. до н. е.). Оскiльки погляди цього видатного фiлософа тАУ енциклопедиста неподiльно панували у фiзицi i астрономii протягом майже двох тисяч лiт, то зупинюся на них детальнiше.

Аристотель, вслiд за фiлософом Емпедоклом (близько 490 - 430 рр. до н. е.), припустив iснування чотирьох ВлстихiйВ»: землi, води, повiтря i вогню, iз змiшення яких нiби вiдбулися всi тiла, що зустрiчаються на Землi. По Аристотелю, стихii вода i земля природним чином прагнуть рухатися до центру свiту (ВлвнизВ»), тодi як вогонь i повiтря рухаються ВлвгоруВ» до периферii i то тим швидше, чим ближче вони до свого Влприродного мiсцяВ». Тому в центрi свiту знаходиться Земля, над нею розташованi вода, повiтря i вогонь. По Аристотелю, Всесвiт обмежений в просторi, хоча ii рух вiчно, не маi нi кiнця нi початку. Це можливо якраз потоиу, що, окрiм згаданих чотирьох елементiв, iснуi ще i п'ята, незнищувана матерiя, яку Аристотель назвав ефiром. З ефiру нiби i полягають всi небеснi тiла, для яких вiчний круговий рух тАУ цей природний стан. ВлЗона ефiруВ» починаiться бiля Мiсяця i тягнеться вгору, тодi як нижче за Мiсяць знаходиться мир чотирьох елементiв.

От як описуi своi розумiння всесвiту сам Аристотель:

ВлСонце i планети звертаються бiля Землi, що знаходиться нерухомо в центрi свiту. Наш вогонь, щодо кольору свого, не маi нiякоi схожостi з свiтлом сонячним, слiпучоi бiлизни. Сонце не складаiться з вогню; воно i величезне скупчення ефiру; теплота Сонця заподiюiться дiiю його на ефiр пiд час обiгу навкруги Землi. Комети суть скороминучi явища, якi швидко народжуються в атмосферi i так же швидко зникають. Чумацький Шлях i не що iнше, як випаровування, запаленi швидким обертанням зiрок бiля Землi.. Рухи небесних тiл, взагалi кажучи, вiдбуваються набагато правильнiше, нiж рухи помiчаються на Землi; бо, оскiльки тiла небеснi вчиненi за будь-якi iншi тiла, то iм личить найправильнiший рух, i разом з тим найпростiше, а такий рух може бути тiльки круговим, тому що в цьому випадку рух буваi разом з тим i рiвномiрним. Небеснi свiтила рухаються вiльно подiбно богам, до яких вони ближче, нiж до жителiв Землi; тому свiтила при русi своiму не потребують вiдпочинку i причину свого руху мiстять в самих собi. Вищi областi неба, досконалiшi, мiстять в собi нерухомi зiрки, мають тому найдосконалiший рух - завжди управо. Що ж до частини неба, найближчоi до Землi, а тому i менш зробленоi, то ця частина служить мiсцеперебуванням набагато менш досконалих свiтил, якi планети. Цi останнi рухаються не тiльки управо, але i влiво, i притому по орбiтах, нахилених до орбiт нерухомих зiр. Всi важкi тiла прагнуть центру Землi, а оскiльки всяке тiло прагне центру Всесвiту, то тому i Земля повинна знаходитися нерухомо в цьому центрiВ».

При побудовi своii системи свiту Аристотель використовував уявлення Евдокса про концентричнi сфери, на яких розташованi планети i якi обертаються навкруги Землi. По Аристотелю, першопричиною цього руху i Влперший двигунВ» - особлива сфера, розташована за сферою Влнерухомих зiрокВ», яка i приводить в рух весь iнший, що обертаiться. По цiй моделi лише одна сфера в кожнiй з планет обертаiться з сходу на захiд, iншi три - в протилежному напрямi. Аристотель вважав, що дiя цих трьох сфер повинна компенсуватися додатковими трьома внутрiшнiми сферами, що належать тiй же планетi. Саме в цьому випадку на кожну подальшу (у напрямку до Землi) планету дii лише добове обертання. Таким чином, в системi свiту Аристотеля рух небесних тiл описувався за допомогою 55 твердих кришталевих сферичних оболонок.

Пiзнiше в цiй системi свiту було видiлено вiсiм концентричних шарiв (небес), якi передавали свiй рух один одному (мал. 1). В кожному такому шарi налiчувалося сiм сфер, рушiйних дану планету.

За часiв Аристотеля висловлювалися i iншi погляди на будову свiту, зокрема, що не Сонце звертаiться навкруги Землi, а Земля разом з iншими планетами звертаiться навкруги Сонця. Проти цього Аристотель висунув серйозний аргумент: якби Земля рухалася в просторi, той цей рух приводив би до регулярного видимого перемiщення зiрок на небi. Як ми знаiмо, цей ефект (рiчний параллактичний зсув зiрок) був вiдкритий лише в серединi 19 столiття, через 2150 рокiв пiсля Аристотеля..

На схилi своiх лiт Аристотель був звинувачений в iресi i втiк з Афiн. Насправдi в своiму розумiннi свiту вiн коливався мiж матерiалiзмом i iдеалiзм. Його iдеалiстичнi погляди i, зокрема, уявлення про Землю як центрi всесвiту було пристосоване для захисту релiгii. От чому в серединi другого тисячолiття нашоi ери боротьба проти поглядiв Аристотеля стала необхiдною умовою розвитку науки..

Перша гелiоцентрична система

Сучасникам Аристотеля вже було вiдомо, що планета марс в протистояннi, а також Венера пiд час позаднього руху значно яскравiше, нiж в iншi моменти. По теорii сфер вони повиннi були б залишатися завжди на однаковiй вiдстанi вiд Землi. Саме тому тодi виникали i iншi уявлення про будову свiту.

Так, Гераклiт Понтiйськiй (388 тАУ 315 рр. до н. е.) припускав, що Земля рухаiться Вл.. обертально, бiля своii осi, на зразок колеса, iз заходу на схiд навкруги власного центруВ». Вiн виказав також думку, що орбiти Венери i Меркурiя i колами, в центрi яких знаходиться Сонце. Разом з Сонцем цi планети нiби i обертаються навкруги Землi.

Ще бiльш смiливих поглядiв дотримувався Аристарх Самосськiй (близько 310 тАУ 230 рр. до н. е.).

Видатний старогрецький учений Архiмед (близько 287 тАУ 212 рр. до н.е.) в своiму творi ВлПсаммiтВ» (ВлЧислення пiщинокВ»), звертаючись до Гелона Сиракузського, писав про погляди Аристарха так:

ВлТи знаiш, що за уявленням деяких астрономiв свiт маi форму кулi, центр якого спiвпадаi з центром Землi, а радiус рiвний довжинi прямоi, сполучаючоi центри Землi i Сонця.

Але Аристарх Самосськiй в своiх ВлПропозицiяхВ», написаних ним проти астрономiв, вiдкидаючи це уявлення, приходить до висновку, що мир набагато бiльших розмiрiв, нiж тiльки що вказано. Вiн вважаi, що нерухомi зiрки i Сонце не мiняють свого мiсця в просторi, що Земля рухаiться по колу навкруги Сонця, що знаходиться в його центрi, i що центр сфери нерухомих зiрок спiвпадаi з центром Сонця, а розмiр цiii сфери такий, що коло, описуване по його припущенню, Землею, знаходиться до вiдстанi нерухомих зiрок в такому ж вiдношеннi, в якому центр кулi знаходиться до його поверхнiВ».

Система Птоломея

Становлення астрономii як точноi науки почалося завдяки роботам видатного грецького вченого Гiппарха. Вiн перший почав систематичнi астрономiчнi спостереження i iх всестороннiй математичний аналiз, заклав основи сферичноi астрономii i тригонометрii, розробив теорiю руху Сонця i Мiсяця i на ii основi тАУ методи передобчислювання затьмарень.

Гiппарх знайшов, що видимий рух Сонця i Мiсяця на небi i нерiвномiрним. Тому вiн став на точку зору, що цi свiтила рухаються рiвномiрно по кругових орбiтах, проте центр круга змiщений по вiдношенню до центру Землi. Такi орбiти були названi ексцентрами. Гiппарх склав таблицi, по яких можна було визначити положення Сонця i мiсяця на небi на будь-який день року. Що ж до планет, то, по зауваженню Птолемея, вiн не Влзробив iнших спроб пояснення руху планет, а задовольнявся приведенням в порядок зроблених до нього спостережень, приiднавши до них ще набагато бiльшу кiлькiсть своiх власних. Вiн обмежився вказiвкою своiм сучасникам на незадовiльнiсть всiх гiпотез, за допомогою яких деякi астрономи думали пояснити рух небесних свiтилВ».

Завдяки роботам Гiппарха астрономи вiдмовилися вiд уявних кришталевих сфер, припущених Евдоксом, i перейшли до складнiших побудов за допомогою епiциклiв i деферентiв, запропонованих ще до Гiппарха Аполлоном Пергськiм. Класичну форму теорii епiциклiчних рухiв надав Клавдiй Птоломей.

Головний твiр Птолемея ВлМатематичний синтаксис в 13 книгахВ» або, як його назвали пiзнiше араби, ВлАльмагестВ» (ВлНайбiльшеВ») став вiдомим в середньовiчнiй РДвропi лише в XII в. В 1515 р. вiн був надрукований на латинськiй мовi в перекладi з арабського, а в 1528 р. в перекладi з грецького. Тричi ВлАльмагестВ» видавався грецькою мовою, в 1912 р. вiн виданий на нiмецькiй мовi.

ВлАльмагестВ» - це справжня енциклопедiя античноi астрономii. В цiй книзi Птоломей зробив те, що не вдавалося зробити жодному з його попередникiв. Вiн розробив метод, користуючись яким можна було розрахувати положення тiii або iншоi планети на будь-який наперед заданий момент часу. Це йому далося нелегко, i в одному мiсцi вiн помiтив: ВлЛегше, здаiться, рухати самi планети, нiж осягнути iх складний рух..В»

ВлВстановившиВ» Землю в центрi свiту, Птолемей представив видимий складний i нерiвномiрний рух кожноi планети як суму декiлькох простих рiвномiрних кругових рухiв.

Згiдно Птоломею кожна планета рухаiться рiвномiрно по малому кругу тАУ епiциклу. Центр епiцикла у свою чергу рiвномiрно ковзаi по колу великого круга, названого деферентом. Для кращого збiгу теорii з даними спостережень довелося припустити, що центр деферента змiщений по вiдношенню до центру Землi. Але цього було недостатньо. Птолемей був вимушений припустити, що рух центру епiциклу по деференту i рiвномiрним (тобто його кутова швидкiсть руху постiйна), якщо розглядати цей рух не з центру деферента Про i не з центру Землi Т, а з деякоi Влвирiвнюючоi крапкиВ» Е, названоi пiзнiше еквантом.

Комбiнуючи спостереження з розрахунками, Птоломей методом послiдовних наближень отримав, що вiдносини тАУ радiусiв епiциклiв до радiусiв деферентiв для Меркурiя, Венери, марса, Юпiтера i Сатурна рiвнi вiдповiдно 0.376, 0.720, 0.658, 0.192 i 0.103. Цiкаво, що для передобчислювання положення планети на небi не було необхiдностi знати вiдстанi до планети, а лише згадане вiдношення радiусiв епiциклiв i деферентiв.

При побудовi своii геометричноi моделi свiту Птоломей враховував той факт, що в процесi свого руху планети дещо вiдхиляються вiд еклiптики. Тому для марса, Юпiтера i Сатурна вiн ВлнахиливВ» площини деферентiв до еклiптики i площини епiциклiв до площин деферентiв. Для Меркурiя i Венери вiн ввiв коливання вгору i вниз за допомогою невеликих вертикальних кругiв. В цiлому для пояснення всiх помiчених у той час особливостей в русi планет Птоломей ввiв 40 епiциклiв. Система свiту Птоломея, в центрi якiй знаходиться Земля, називаiться геоцентричною.

Окрiм вiдношення радiусiв епiциклiв i деферентiв для зiставлення теорii iз спостереженнями необхiдно було задати перiоди обiгу по цих кругах. По Птоломею, повний оборот по колу епiциклiв всi верхнi планети скоюють за той же промiжок часу, що i Сонце по еклiптицi, тобто за рiк. Тому радiуси епiциклiв цих планет, направленi до планет, завжди паралелi напряму iз Землi на Сонцi. У нижнiх планет тАУ Меркурiя i Венери тАУ перiод обiгу по епiциклу рiвний промiжку часу, а перебiгу якого планета повертаiться до початковоi крапки на небi. Для перiодiв обiгу центру епiциклу по колу деферента картина зворотна. У Меркурiя i Венери вони рiвнi року. Тому центри iх епiциклiв завжди лежать на прямiй, що сполучаi сонце i Землю. Для зовнiшнiх планет вони визначаються часом, в перебiгу якого планета, описавши повне коло на небi, повертаiться до тих же зiр.

Вслiд за Аристотелем Птоломей спробував спростувати уявлення про можливий рух Землi. Вiн писав:

ВлРЖснують люди, якi затверджують, нiби нiщо не заважаi допустити, що небо нерухомо, а земля обертаiться бiля своii осi вiд заходу на схiд, i що вона робить такий оборот кожнi доби. Правда, кажучи про свiтила, нiщо не заважаi для бiльшоi простоти допустити це, якщо враховувати тiльки видимi рухи. Але цi люди не усвiдомлюють, до якого ступеня смiшно така думка, якщо придивитися до всього, що скоюiться навкруги нас i в повiтрi. Якщо ми погодимося з ними, тАУ чого насправдi немаi, тАУ що найлегшi тiла зовсiм не рухаються або рухаються так само, як i тiла важкi, тодi як, очевидно, повiтрянi тiла рухаються з бiльшою швидкiстю, нiж тiла земнi; якби ми погодилися з ними, що предмети найщiльнiшi i найважчi мають власний рух, швидкий i постiйний, тодi як насправдi вони насилу рухаються вiд повiдомляються вони поштовхiв, - все-таки цi люди повиннi були б признатися, що Земля унаслiдок свого обертання мала б рух значно швидше за всi тих, якi вiдбуваються навкруги неi, бо вона скоювала б таку велику, коло в такий малий промiжок часу. Таким чином, тiла, якi пiдтримували б Землю, здавалися б тими, що завжди рухаються по протилежному з нею напряму, i нiяка хмара, нiщо летить або кинуте нiколи не здавалося б прямуючим на схiд, бо Земля випередила б всякий рух в цьому напрямiВ».

З сучасноi точки зору можна сказати, що Птоломей дуже переоцiнив роль вiдцентровоi сили. Вiн також дотримувався помилкового затвердження Аристотеля, що в полi тяжкостi тiла падають з швидкостями, пропорцiйними iх масам..

В цiлому ж, як помiтив А. Паннекук, ВлМатематичний твiрВ» Птоломея Влбув карнавальним ходом геометрii, святом якнайглибшого створiння людського розуму в представленнi Всесвiту.. праця Птоломея представ перед нами як великий пам'ятник науки античноi старовини..В».

Пiсля високого розквiту античноi культури на iвропейському континентi наступив перiод застою i регресу. Цей похмурий промiжок часу тривалiстю бiльше тисячi лiт був названий середньовiччям. Йому передувало перетворення християнства в пануючу релiгiю, при якiй не було мiсця для високо розвинутоi науки античноi старовини. В цей час вiдбулося повернення до найпримiтивнiших уявлень про плоску Землю.

РЖ лише починаючи з XI ст. пiд впливом зростання торгових стосункiв, iз зусиллям в мiстах нового класу тАУ буржуазii. Духовне життя в РДвропi почало прокидатися. В серединi XIII в. фiлософiя Аристотеля була пристосована до християнськоi теологii, вiдмiненi рiшення церковних соборiв, що забороняли натурфiлософськi iдеi великого старогрецького фiлософа. Погляди Аристотеля на пристрiй свiту незабаром стали невiд'iмними елементами християнськоi вiри. Тепер уже не можна було сумнiватися в тому, що Земля маi форму кулi, встановленоi в центрi свiту, i що навкруги нього звертаються всi небеснi свiтила. Система Птоломея стала як би доповненням до Аристотеля, допомагаючим проводити конкретнi розрахунки положень планет.

Основнi параметри своii моделi свiту Птоломей визначив надзвичайно майстерно i з високою точнiстю. З часом, проте, астрономи почали переконуватися в тому, що мiж iстинним положенням планети на небi i розрахунковим iснують розбiжностi. Так, на початку 12 столiття планета марс виявилася на два градуси в сторонi вiд того мiсця, де iй належало бути по таблицях Птоломея.

Щоб пояснити всi особливостi руху планет на небi, доводилося вводити для кожноi з них до десяти i бiльш епiциклiв з радiусами, що все зменшуються, так, щоб центр меншого епiциклу звертався по кругу бiльшого. До 16 столiття рух Сонця, Мiсяця i п'яти планет пояснювався за допомогою бiльш нiж 80 кругiв! Та все ж спостереження, роздiленi великими промiжками часу, було важке ВлпiдiгнатиВ» пiд цю схему. Доводилося вводити новi епiцикли, дещо змiнювати iх радiуси, змiщувати центри деферентiв по вiдношенню до центру Землi. Зрештою геоцентрична система Птоломея, переобтяжена епiциклами i еквантами, звалилася вiд власноi тяжкостi..

Свiт Коперника

Книга Коперника, що вийшла в рiк його смертi, в 1543 роцi, носила скромну назву: ВлПро обертання небесних сферВ». Але це було повне скинення Аристотеля погляду на свiт. Складна махина порожнистих прозорих кришталевих сфер вiдiйшла в минуле. З того часу почалася нова епоха в нашому розумiннi Всесвiту. Продовжуiться вона i по нинi.

Завдяки Копернику ми взнали, що Сонце займаi належне йому положення в центрi планетноi системи. Земля ж нiякий не центр свiту, а одна з рядових планет, що звертаються навкруги Сонця. Так все стало на своi мiсця. Будова Сонячноi системи була нарештi розгадана.

Подальшi вiдкриття астрономiв поповнили сiм'ю великих планет. РЗх дев'ять: Меркурiй, Венера, Земля, Марс, Юпiтер, Сатурн, Уран, Нептун i Плутон. В такому порядку вони займають своi орбiти навкруги Сонця. Вiдкрито безлiч малих тiл Сонячноi системи тАУ астероiдiв i комет. Але це не змiнило новоi Коперниковоi картини свiту. Навпаки, всi цi вiдкриття тiльки пiдтверджують i уточнюють ii.

Тепер ми розумiiмо, що живемо на невеликiй планетi, схожiй на кулю. Земля обертаiться навкруги Сонця по орбiтi, не дуже вiдмiннiй вiд кола. Радiус цього кола близький до 150 мiльйонiв кiлометрiв.

Вiдстань вiд Сонця до Сатурна тАУ найдальшоi з вiдомих за часiв Коперника планет тАУ приблизно вдесятеро бiльше радiусу земноi орбiти. Цю вiдстань абсолютно правильно визначив ще Коперник. Розмiри Сонячноi системи тАУ вiдстань вiд Сонця до орбiти дев'ятоi планети, Плутона, ще майже в чотири рази бiльше i складаi приблизно 6 мiльярдiв кiлометрiв.

Така картина Всесвiту в нашому безпосередньому оточеннi. Це i i свiт по Копернику.

Але Сонячна система ще не весь Всесвiт. Можна сказати, що це тiльки наш маленький свiт. А як же далекi зiрки? Про них Коперник не ризикував виказувати нiякоi певноi думки. Вiн просто залишив iх на колишньому мiсцi, не дальнiй сферi, де були вони у Аристотеля, i лише говорив, i абсолютно правильно, що вiдстань до зiрок в множину разiв бiльше розмiрiв планетних орбiт. Як i античнi ученi, вiн представляв Всесвiт замкнутим простором, обмеженим цiiю сферою.

В ясну безмiсячну нiч, коли нiщо не заважаi спостереженню, людина з гострим зором побачить на небозводi не бiльше двохтАУтрьох тисяч мерехтливих крапочок. В списку, складеному в 2 столiттi до нашоi ери знаменитим старогрецьким астрономом Гiппархом i доповненому пiзнi Птоломеiм, значиться 1022 зiрки. Гевелiй же, останнiй астроном, що робив такi пiдрахунки без допомоги телескопа, довiв iх число до 1533.

Але вже в старовинi пiдозрювали про iснування великого числа зiрок, невидимих оком. Демокрит, великий учений старовини, говорив, що бiляста смуга, що протягнулася через все небо, яку ми називаiмо Чумацьким Шляхом, i насправдi з'iднання свiтла безлiчi невидимих по окремостi зiр. Суперечки про будову Чумацького Шляху продовжувалися столiттями. Рiшення тАУ на користь здогадки Демокрита тАУ прийшло в 1610 роцi, коли Галiлей повiдомив про першi вiдкриття, зробленi на небi за допомогою телескопа. Вiн писав iз зрозумiлим хвилюванням i гордiстю, що тепер вдалося ВлтАж зробити доступними оку зiрки, якi ранiше нiколи не були видимими i число яких щонайменше вдесятеро бiльше числа зiрок, вiдомих спрадавнаВ».

Але i це велике вiдкриття все ще залишало свiт зiрок загадковим. Невже всi вони, видимi i невидимi, дiйсно зосередженi в тонкому сферичному шарi навкруги Сонця?

Ще до вiдкриття Галiлея була виказана абсолютно несподiвана, на тi часи чудово смiлива думка. Вона належить Джордано Бруно, трагiчна доля якого всiм вiдома. Бруно висунув iдею про те, що наше Сонце тАУ це одна iз зiрок Всесвiту. Всього тiльки одна з великоi кiлькостi, а не центр всього Всесвiту. Але тодi i будь-яка iнша зiрка теж цiлком може володiти своiю власною планетною системою.

Якщо Коперник вказав мiсце Землi зовсiм не в центрi свiту, то Бруно i Сонце позбавив цiй привiлеi.

РЖдея Бруно породила немало вражаючих слiдств. З неi витiкала оцiнка вiдстаней до зiр. Дiйсно, Сонце тАУ це зiрка, як i iншi, але тiльки найближча до нас. Тому-то воно таке велике i яскраве. А на яку вiдстань потрiбно вiдсунути свiтило, щоб i воно виглядало так, як, наприклад, Сирiус? Вiдповiдь на це питання дав голландський астроном Гюйгенс (1629 тАУ 1695 рр.). Вiн порiвняв блиск цих двох небесних тiл, i ось що виявилося: Сирiус знаходиться вiд нас в сотнi раз далi, нiж Сонце.

Щоб краще уявити, скiльки велика вiдстань до зiрки, скажiмо, що промiнь свiтла, що пролiтаi за одну секунду 300 тисяч кiлометрiв, затрачуi на подорож вiд Сирiусу до нас декiлька рокiв. Астрономи говорять в цьому випадку про вiдстань в декiлька свiтлових рокiв. За сучасними уточненими даними, вiдстань до Сирiуса тАУ 8,7 свiтлових лiт. А вiдстань вiд нас до Сонця всього 8 свiтлових хвилин.

Звичайно, рiзнi зiрки вiдрiзняються один вiд одного (це i враховано в сучаснiй оцiнцi вiдстань до Сирiуса). Тому визначення вiдстаней до них i зараз часто залишаiться дуже важким, а iнодi i просто нерозв'язною задачею для астрономiв, хоча з часу Гюйгенса придумано для цього немало нових способiв.

Чудова iдея Бруно i заснований на нiй розрахунок Гюйгенса сталi рiшучим кроком до оволодiння таiмними Всесвiту. Завдяки цьому межi наших знань про свiт сильно розсувалися, вони вийшли за межi Сонячноi системи i досягли зiр.

Галактика

З XVII столiття найважливiшою метою астрономiв стало вивчення Чумацького Шляху тАУ цього гiгантського збору зiрок, якi Галiлей побачив в свiй телескоп. Зусилля багатьох поколiнь астрономiв тАУ спостерiгачiв були нацiленi на те, щоб взнати, який повне число зiрок Чумацького Шляху, визначити його дiйсну форму i межi, оцiнити розмiри. Лише в XIX столiттi вдалося зрозумiти, що це iдина система, що мiстить в собi всi видимi зiрки. На рiвних правах зi всiма входить в цю систему i наше Сонце, а з ним Земля i планети. Причому розташовуються вони далеко не в ii центрi, а на ii околицi.

Були потрiбно ще багато десятирiч ретельних спостережень i глибоких роздумiв, перш нiж перед астрономами розкрилася у всiй повнотi будова Галактики. Так стали називати зоряну систему, яку ми бачимо, тАУ звичайно, зсередини тАУ як смугу Чумацького Шляху. (Слово ВлгалактикаВ» утворено вiд новогрецького ВлгалактикосВ», що значить ВлмолочнийВ».)

Виявилося, що Галактика маi досить правильну будову i форму, не дивлячись на видиму клочковатiсть Чумацького Шляху, на безладнiсть, з якою, як нам здаiться, розсiянi зiрки по небу. Вона складаiться з диска, гало i корони. Як видно з схематичного малюнка, диск i як би двома складенi краями тарiлками. Вiн утворений зiрками, якi усерединi цього об'iму рухаються по майже кругових орбiтах навкруги центру Галактики.

Дiаметр диска змiряний тАУ вiн складаi приблизно 100 тисяч свiтлових лiт. Це означаi, що свiтлу буде потрiбно сто тисяч лiт, щоб перетнути диск з кiнця в кiнець по дiаметру. Ось скiльки величезна Галактика ! А число зiрок в диску тАУ приблизно сто мiльярдiв.

В гало мiститься порiвнянне з цим число зiр. (Слово ВлгалоВ» означаi ВлкруглийВ».) Вони заповнюють злегка сплюснутий сферичний об'iм i рухаються не по кругових, а по сильно витягнутих орбiтах. Площини цих орбiт проходять через центр Галактики. По рiзних напрямах вони розподiленi довше або менш рiвномiрно.

Диск i оточуюче його гало зануренi в корону. Якщо радiуси диска i гало порiвняннi мiж собою по величинi, то радiус корони в п'ять, а може бути, i вдесятеро бiльше. Чому Влможе бутиВ»? Так тому що вона невидима тАУ з неi не виходить нiякого свiтла. Як же дiзналися тодi про неi астрономи?

Всi тiла в природi створюють тяжiння i випробовують його дiю. Про це говорить Закон всесвiтнього тяжiння, вiдкритий Ньютоном. Ось i про корону взнали не по свiтлу, а по створюваному нею тяжiнню. Воно дii на видимi зiрки, на випромiнюючi свiтло хмари газу. Спостерiгаючи за рухом цих тiл, астрономи i помiтили: на них окрiм диска i гало дii щось ще.

Детальне вивчення цього ВлщосьВ» i дозволило врештi-решт знайти корону, яка створюi додаткове тяжiння. Вона виявилася дуже масивною тАУ у декiлька разiв бiльше маси всiх зiрок, що входять в диск i гало.

Такi вiдомостi, отриманi радянським астрономом Я. Ейнасто i його спiвробiтниками в Тартуськой обсерваторii.

Звичайно, вивчати невидиму корону дуже важко. Через це i не дуже точнi поки оцiнки ii розмiрiв i маси. Але ii головна загадка в iншому: ми не знаiмо, з чого вона полягаi. Ми не знаiмо, чи i в нiй зiрки, хай навiть i якiсь незвичайнi, зовсiм не випромiнюючi свiтло.

Зараз багато хто припускаi, що ii маса складаiться зовсiм не iз зiрок, а з найдрiбнiших елементарних частинок тАУ нейтрино. Цi частинки вiдомi фiзикам вже давно, але i самi по собi вони теж в значнiй мiрi залишаються загадковими. Невiдомо про них, можна сказати, найголовнiше: чи i у них маса спокою, тобто така маса, якоi частинка володii в станi, коли вона не рухаiться, а стоiть на мiсцi. Бiльшiсть елементарних частинок таку масу маi.

Це, наприклад, електрон, протон, нейтрон, з яких складаються всi атоми. А ось у фотона, кванта свiтла, ii нi. Фотони iснують лише в русi. Нейтрино могли б служити матерiалом для корони, але лише в тому випадку, якщо у них i маса спокою.

Легко уявити собi, з яким нетерпiнням чекають астрономи звiсток з фiзичних лабораторiй, де ставляться зараз спецiальнi експерименти, щоб з'ясувати, чи i у нейтрино маса спокою чи нi. Можливо, саме фiзики i вирiшать загадку невидимоi корони.

Зорянi свiти

До початку нашого столiття межi розвiданого Всесвiту розсувалися настiльки, що включили Галактику. Багато хто, якщо не все, думали тодi, що ця величезна зоряна система i i весь Всесвiт в цiлому.

Але в 20-е роки були побудованi новi крупнi телескопи, i перед астрономами вiдкрилися абсолютно несподiванi горизонти. Виявилося, що за межами Галактики мир не кiнчаiться. Мiльярди зоряних систем, галактик, схожих на нашу i вiдмiнних вiд неi, розсiянi тут i там по просторах Всесвiту.

Фотографii галактик, зробленi за допомогою найбiльших телескопiв, вражають красою i рiзноманiтнiстю форм: це i могутнi вихори зоряних хмар, i правильнi кулi, а iншi зорянi системи взагалi не знаходять нiяких певних форм.

Всi цi типи галактик тАУ спiральнi, елiптичнi, неправильнi, тАУ назви, що отримали, по своiму вигляду на фотографiях, вiдкритi американським астрономом Е. Хабблом в 20-30-е роки нашого столiття.

Якби ми могли побачити нашу Галактику здалеку, то вона з'явилася б перед нами зовсiм не такiй, як на схематичному малюнку, по якому ми знайомилися з ii будовою. Ми не побачили б нi диска, нi гало, нi, природно, корони, яка i взагалi-то невидима. З великих вiдстаней би були виднi лише найяскравiшi зiрки. А всi вони, як з'ясувалося, зiбранi в широкi смуги, якi дугами виходять з центральноi областi Галактики. Найяскравiшi зiрки утворюють ii спiральний узор. Тiльки цей узор i б був помiтний здалеку. Наша Галактика на знiмку, зробленому астрономом з якогось зоряного свiту, виглядала б дуже схожою на туманнiсть Андромеди.

Дослiдження останнiх роки показали, що багато крупних спiральних галактик володiють тАУ як i наша Галактика тАУ протяжними i масивними невидимими коронами. Це дуже важливо: адже якщо так, то, значить, i взагалi мало не вся маса Всесвiту (або, в усякому разi, основна ii частина) тАУ це загадкова, невидима, але тяжiюча Влприхована масаВ».

Багато хто, а може бути, i майже всi галактики зiбранi в рiзнi колективи, якi називають групами, скупченнями i надскупченнями, дивлячись по тому, скiльки iх там. До групи може входити всього три або чотири галактики, а в надскупчення тАУ до тисячi або навiть декiлька десяткiв тисяч. Наша Галактика, туманнiсть Андромеди i ще бiльше тисячi таких же об'iктiв входять в так зване мiсцеве надскупчення. Воно не маi чiтко обкресленоi форми.

Приблизно так само влаштованi i iншi надскупчення, якi л

Вместе с этим смотрят:

Aerospace industry in the Russian province

РЖсторiя ракетобудування Украiни

Авиационно-космические отрасли в российской провинции

Антропний принцип у Всесвiтi

Астероiдна небезпека: мiфи та реальнiсть