Геоцентрическая модель Солнечной системы

Проходит определенное время и человечество осознает, что мы живем на круглом объекте, поэтому начали подстраивать под это понимание окружающие механизмы. Постепенно формировалась новая система взглядов, из которой появилась геоцентрическая модель мира. Хотя она уже давно не используется, но когда-то отвечала на основополагающие вопросы о строении Вселенной.

Конечно, нет ничего удивительного, что люди посчитали, будто наша планета Земля стоит в центре Вселенной. В конце концов, было заметно, что Солнце и Луна меняют положение в небе. Так что с точки зрения земного наблюдатели, это мы стоим на месте, а все вокруг движется. На нижнем рисунке сравниваются геоцентрическая и гелиоцентрическая модели Вселенной, где акцент ставится на месте небесных тел в Солнечной системе и принципах их движения.

Сравнение геоцентрической и гелиоцентрической моделей Вселенной

Таким образом, учитывались документы древних вавилонян и египтян, которые подпитывали теорию о том, что в центре всего стоит Земля. В это продолжали верить и в 17-18 веках. Но возникало много несоответствий, которые и заставили искать новую модель, так как предыдущая не могла их объяснить.

С самого зарождения астрономии в Древней Греции ученых беспокоил фундаментальный вопрос: что в космосе необходимо считать центром, точкой отсчета? Долгое время соперничали две теории: геоцентрической и гелиоцентрической систем устройства мира. Причем соперничали далеко не всегда методом научных дискуссий — в этом противостоянии имеются трагичные эпизоды.

Земля как центр мира

Геоцентрическая (в переводе с древнегреческого «гея» — «земля») система мира подразумевает, что в центре мира располагается наша планета Земля. Лестная для нас, землян, теория. Только совершенно неверная, как показали позднейшие исследования. Между тем геоцентристами были почти все великие ученые эллинской школы, включая Пифагора, Аристотеля, Платона и Птолемея.

Инопланетные «танцы»

Перед нами не рисунок прекрасного цветка или изысканный узор. Именно такие «танцы» вокруг Земли должны устраивать планеты Солнечной системы, Луна и само Солнце в геоцентрической модели мира. Неподвижная точка в центре «цветка» — как раз и есть Земля. Эту сложнейшую систему пришлось составить геоцентристам, чтобы объяснить существующие траектории планет, наблюдаемые с Земли.

Солнце как центр мира

Приверженцы гелиоцентрической системы мира утверждают, что планеты вращаются вокруг Солнца (Гелиос — в древнегреческой мифологии солнечное божество). При такой системе нет необходимости придумывать сложнейшие модели планетных траекторий. Когда ставишь в центр системы Солнце, а не Землю, все намного упрощается. Траектории планет принимают вид эллипсов.

Отцом гелиоцентрической системы мира является польский астроном, математик и механик Николай Коперник (1473— 1543).Коперник считанные недели не дожил до опубликования в 1543 г. труда всей его жизни — «О вращении небесных сфер», в котором обосновал гелиоцентрическую систему мира.

Первый революционер

Гелиоцентрическая система мира оказалась настолько важным открытием, что считается ни много ни мало началом первой научной революции. Ее так и назвали коперниканской революцией. Отказ от устаревшей модели с Землей в центре Вселенной стал революционной перестройкой не только в астрономии, но и во всей мировой науке. Он изменил образ мышления ученых и исследователей.

Если в терминах «геоцентрическая система мира» и «гелиоцентрическая система мира» под словом «мир» понимать Вселенную, то неверна ни одна, ни другая теория. По гелиоцентрической модели «работает» наша Солнечная система, а также планетные системы всех других звезд. Однако Вселенная функционирует совсем по другим законам, многие из которых нам лишь предстоит открыть.

Жизнь за науку

Одним из виднейших последователей Н. Коперника (коперниканцем) был итальянский философ, поэт и астроном Джордано Бруно. Однако против гелиоцентристов развернули настоящую борьбу, так как геоцентризм был официальной теорией Римско-католической Церкви. В 1600 г. за свои научные и философские взгляды Бруно был казнен как еретик.

Аргументация астрономических явлений

Для представителей древнегреческой астрономии геоцентризм являлся благодатной темой для дискуссий. При этом сложнее всего учёным было с научной точки зрения объяснить очевидные и заметные явления, происходившие в космосе. Среди таких фактов в первую очередь следует выделить неравномерное передвижение светил. Особенно сложной оказалась тема о попятных движениях, которые характерны для планет. В Древней Греции планеты воспринимались в качестве божеств, которые якобы обязаны следовать исключительно равномерным и плавным движениям.

Возникшая трудность не остановила греков. В данном случае геоцентризм пополнялся новыми моделями. Нелегко объяснимые перемещения крупных космических тел аргументировались результатом сложения сразу нескольких различных круговых движений. В ходе обсуждений появились теории эпициклов и гомоцентрических сфер.

Изучение геоцентрической системы происходило:

• в Византии;
• в Индии;
• на Исламском Востоке;
• на Латинском Западе.

Увлекательная тема, которой стала геоцентрическая система мира, привлекала внимание иудеев. И это при том, что общепринятые еврейские представления изображали Землю плоской. Иудейские учёные постепенно стали отказываться от этой версии и прислушиваться к древнегреческим коллегам. Первым, теорию Аристотеля в своих трудах поддержал Моисей Маймонид. Он даже принял участие в дискуссиях арабских учёных, направленных на противодействие теории Птолемея. Маймонид выступал против того, что эпициклы существуют физически.

Леви бен Гершом по праву считается талантливым астрономом в Средних веках. Он также верил в то, что геоцентризм в корне верен. Параллельно с тем он отвергал теорию гомоцентрических сфер, предложенную Ал-Битруджи. Такого же мнения учёный был и по поводу теории эпициклов, разработанной Птолемеем. Гипотеза Леви бен Гершома предусматривает эксцентрические небесные сферы. Проще говоря, они не имели физической возможности слишком плотно приближаться друг к другу. Между ними якобы располагаются слои жидкости, образовавшиеся из первичной материи. Речь идёт об остатках, которые появились после сотворения мира Богом.

Изображение геоцентрической системы из Космографии Петра Апиана, 1540 г.

Геоцентрическая система мира – Астрономия и Космос

Геоцентрическая система мира (от др.-греч. Γῆ, Γαῖα — Земля) — представление об устройстве мироздания, согласно которому центральное положение во Вселенной занимает неподвижная Земля, вокруг которой вращаются Солнце, Луна, планеты и звёзды. Альтернативой геоцентризму является гелиоцентрическая система мира.

Развитие геоцентризма

С древнейших времён Земля считалась центром мироздания. При этом предполагалось наличие центральной оси Вселенной и асимметрия «верх-низ». Землю от падения удерживала какая-то опора, в качестве которой в ранних цивилизациях мыслилось какое-то гигантское мифическое животное или животные (черепахи, слоны, киты). Первый древнегреческий философ 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 Земле 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. Точку зрения Анаксимандра разделяли, однако, пифагорейцы, Парменид и Птолемей. Не ясна позиция Демокрита: согласно разным свидетельствам, он последовал Анаксимандру или Анаксимену.

Одно из самых ранних дошедших до нас изображений геоцентрической системы (Макробий, Комментарий на Сон Сципиона, рукопись IX века)

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, 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.

Средневековое изображение геоцентрической системы (из Космографии Петра Апиана, 1540 г.)

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. В этом ему следовали все последующие учёные (за исключением Эмпедокла, поддержавшего Анаксимандра). Возникло мнение (впервые, вероятно, у Анаксимена или пифагорейцев), что чем больше период обращения светила по небесной сфере, тем оно выше. Таким образом, порядок расположения светил оказывался таким: Луна, Солнце, Марс, Юпитер, Сатурн, звёзды. Сюда не включены Меркурий и Венера, потому что у греков были разногласия на их счёт: Аристотель и Платон помещали их сразу за Солнцем, Птолемей — между Луной и Солнцем. Аристотель считал, что выше сферы неподвижных звёзд нет ничего, даже пространства, в то время как стоики считали, что наш мир погружен в бесконечное пустое пространство; атомисты вслед за Демокритом полагали, что за нашим миром (ограниченным сферой неподвижных звёзд) находятся другие миры. Это мнение поддерживали эпикурейцы, его ярко изложил Лукреций в поэме «О природе вещей».

«Фигура небесных тел» — иллюстрация геоцентрической системы мира Птолемея, сделанная португальским картографом Бартоломеу Велью в 1568 году.
Хранится в Национальной библиотеке Франции.

Обоснование геоцентризма

Древнегреческие учёные по-разному, однако, обосновывали центральное положение и неподвижность Земли. Анаксимандр, как уже указывалось, в качестве причины указывал сферическую симметрию Космоса. Его не поддерживал Аристотель, выдвигая контрдовод, приписанный впоследствии Буридану: в таком случае человек, находящийся в центре комнаты, в которой у стен находится еда, должен умереть с голоду (см. Буриданов осёл). Сам Аристотель обосновывал геоцентризм следующим образом: Земля является тяжёлым телом, а естественным местом для тяжёлых тел является центр Вселенной; как показывает опыт, все тяжёлые тела падают отвесно, а поскольку они движутся к центру мира, Земля находится в центре. Кроме того, орбитальное движение Земли (которое предполагал пифагореец Филолай) Аристотель отвергал на том основании, что оно должно приводить к параллактическому смещению звёзд, которое не наблюдается.

Рисунок геоцентрической системы мира из Исландского манускрипта, датированного примерно 1750 годом

Ряд авторов приводит и другие эмпирические доводы. Плиний Старший в своей энциклопедии «Естественная история» обосновывает центральное положение Земли равенством дня и ночи во время равноденствий и тем, что во время равноденствия восход и заход наблюдается на одной и той же линии, а восход солнца в день летнего солнцестояния находится на той же линии, что и заход в день зимнего солнцестояния. С астрономической точки зрения, все эти доводы, конечно, являются недоразумением. Немногим лучше и доводы, приводимые Клеомедом в учебнике «Лекции по астрономии», где он обосновывает центральность Земли от противного. По его мнению, если бы Земля находилась к востоку от центра Вселенной, то тени на рассвете были бы короче, чем на закате, небесные тела при восходе казались бы больше, чем при заходе, а продолжительность с рассвета до полудня была бы меньше, чем от полудня до заката. Поскольку всего этого не наблюдается, Земля не может быть смещена к западу от центра мира. Аналогично доказывается, что Земля не может быть смещена к западу. Далее, если бы Земля располагалась севернее или южнее центра, тени на восходе Солнца простирались бы в северном или южном направлении, соответственно. Более того, на рассвете в дни равноденствий тени направлены точно в направлении захода Солнца в эти дни, а на восходе в день летнего солнцестояния тени указывают на точку захода Солнца в день зимнего солнцестояния. Это также указывает на то, что Земля не смещена к северу или югу от центра. Если бы Земля была выше центра, то можно было бы наблюдать меньше половины небосвода, в том числе менее шести знаков зодиака; как следствие, ночь всегда была бы длиннее дня. Аналогично доказывается, что Земля не может быть расположена ниже центра мира. Таким образом, она может находиться только в центре. Примерно такие же доводы в пользу центральности Земли приводит и Птолемей в Альмагесте, книга I. Разумеется, доводы Клеомеда и Птолемея доказывают только, что Вселенная гораздо больше Земли, и поэтому также являются несостоятельными.

Страницы из SACROBOSCO “Tractatus de Sphaera” с системой Птолемея – 1550 год

Птолемей пытается также обосновать и неподвижность Земли (Альмагест, книга I). Во-первых, если бы Земля смещалась от центра, то наблюдались бы только что описанные эффекты, а раз их нет, Земля всегда находится в центре. Другим доводом является вертикальность траекторий падающих тел. Отсутствие осевого вращения Земли Птолемей обосновывает следующим образом: если бы Земля вращалась, то «. все предметы, не опирающиеся на Землю, должны казаться совершающими такое же движение в обратном направлении; ни облака, ни другие летающие или парящие объекты никогда не будут видимы движущимися на восток, поскольку движение Земли к востоку будет всегда отбрасывать их, так что эти объекты будут казаться движущимися на запад, в обратном направлении». Несостоятельность этого довода стала ясна только после открытия основ механики.

Объяснение астрономических явлений с позиций геоцентризма

Наибольшей трудностью для древнегреческой астрономии являлось неравномерность движения небесных светил (особенно попятные движения планет), поскольку в пифагорейско-платоновской традиции (которой в значительной степени следовал и Аристотель), они считались божествами, которым надлежит совершать только равномерные движения. Для преодоления этой трудности создавались модели, в которых сложные видимые движения планет объяснялись как результат сложений нескольких равномерных движений по окружностям. Конкретным воплощением этого принципа являлись поддержанная Аристотелем теория гомоцентрических сфер Евдокса-Каллиппа и теория эпициклов Аполлония Пергского, Гиппарха . Впрочем, последний был вынужден частично отказаться от принципа равномерных движений, введя модель экванта.

Отказ от геоцентризма

В ходе научной революции XVII века выяснилось, геоцентризм несовместим с астрономическими фактами и противоречит физической теории; постепенно утвердилась гелиоцентрическая картина мира. Основными событиями, приведшими к отказу от геоцентрической системы, были создание гелиоцентрической системы планетных движений Коперником, телескопические открытия Галлилея, открытие законов Кеплера и, главное, создание классической механики и открытие закона всемирного тяготения Ньютоном.

Уже одна из первых идей, оппозиционных геоцентризму привела к реакции со стороны представителей религиозной философии: стоик Клеанф призвал привлечь Аристарха к суду за то, что он двигает с места «Очаг мира», имея в виду Землю; неизвестно, впрочем, увенчались ли старания Клеанфа успехом. В Средневековье, поскольку христианская церковь учила, что весь мир создан Богом ради человека (см. Антропоцентризм), геоцентризм также успешно адаптировался к христианству. Этому способствовало также буквальное прочтение Библии. Научная революция XVII веке сопровождалась попытками административного запрета этой системы, что привело, в частности, к судебному процессу над сторонником и пропагандистом гелиоцентризма Галилео Галилеем . В настоящее время геоцентризм как религиозная вера встречается среди некоторых консервативных протестантских групп в США.

Возникновение гелиоцентризма

В XVI веке польский астроном Николай Коперник предположил, что в планеты вращаются вокруг Солнца, а не Земли. Это открытие стало началом научной революции в мире познания. Впервые в истории ученые стали не пытаться подвести окружающий мир под собственные представления о нем, а наблюдать действительность, какой она есть. С гелиоцентризма начинается современная наука.

Противником Коперника был датчанин Тихо Браге. Он не принял гелиоцентризм в полном виде, но и полностью отказаться от него не смог, потому предложил гео-гелицентрическую систему: в центре мира находится Земля, вокруг нее вращаются Луна и Солнце, а остальные планеты движутся вокруг звезды.

Теории Браге и Коперника соперничали следующие десятилетия, пока гелиоцентризм не победил окончательно. Этому помогло и изобретение телескопа, и открытие закона всемирного тяготения Исааком Ньютоном.

Конечно, геоцентрическая система мира в астрономии неверна с точки зрения современности, но это была первая попытка научно объяснить космические явления. Античной философии приходилось бороться со сказками и аллегориями, на этом фоне геоцентризм, при всем своем несовершенстве, выглядит вершиной научной мысли. Он заложил основы для всей современной астрономии.

Вращение небесных тел: из истории представлений

Часть 1. Геоцентрическая система

Эпоха Возрождения бесспорно считается оплотом разума и силы человеческой воли. Но любые изменения не могут быть мгновенными. Общепринятой в этот период все еще была была геоцентрическая система – представление о мире, сложившееся в Древней Греции на основе разработок Платона, Евдокса, Аристотеля и Птолемея. В центре мироздания находится Земля, а мир делится на подлунный и надлунный. В первом – всё преходяще, временно, движения вынуждены и вызываются действующими силами; во втором – всё вечно, а движения происходят без всяких сил и осуществляются равномерно по совершенным круговым траекториям. Звёзды расположены на небесном своде, который прокручивается за сутки вокруг Земли.

Для объяснения видимого неравномерного движения планет Птолемей использовал систему равномерных круговых движений. Каждая планета, как он считал, движется равномерно по кругу – эпициклу, центр которого, в свою очередь, равномерно перемещается по другому кругу – деференту. Следует отметить, такое представление движения планет давало возможность довольно точно описывать наблюдаемое их движение. Правда при увеличении точности наблюдений приходилось существенно корректировать прежнюю систему эпициклов и деферентов.
Чрезвычайно важным было также то, что геоцентрические представления о мире освящались авторитетом христианской веры. Бог, создав человека как богоподобное существо, наделил его разумом, свободной волей, бессмертием. Куда же он должен был поместить своё самое великое творение? Конечно, в центр мироздания.

Часть 2. Гелиоцентрическая система

В 1543 г. Н. Коперник опубликовал свой основной труд “Об обращении небесных сфер” с изложением и обоснованием гелиоцентрической системы мира.

Согласно новому учению, в центре Вселенной находится Солнце, а Земля – одна из планет, движущихся вокруг Солнца. Небосвод же, на котором находятся все звёзды, вовсе и не вращается вокруг Земли, как считали прежде, а покоится. Его видимое движение объясняется суточным обращением Земли вокруг собственной оси. Коперник убрал человека из центра мира, сделал бессмысленным деление на подлунный и надлунный миры. Тем самым он разрушил самые основы традиционных представлений о мире и открыл новые, невиданные прежде возможности для развития не только астрономии, но и всего естествознания. Коперник своей работой открыто заявлял, что главным авторитетом в познании мира являются не древние книги, а реальное изучение природы.

Сущность своей системы мира Коперник изложил в посвящении папе Павлу III:

“Обдумывая долгое время шаткость переданных нам математических догматов касательно взаимного соотношения движения небесных тел, я стал досадовать, наконец, на то, что философам, стремящимся обычно к распознаванию самых ничтожных вещей, до сих пор ещё не удалось с достаточной верностью объяснить ход мировой машины, созданной лучшим и любящим порядок Зодчим. Обыкновенно принято, что Земля находится в покое, но пифагореец Филолай допускает, что Земля, равно как и Солнце и Луна, движется вокруг огня по косому кругу. Гераклит Понтский, а равно и пифагореец Экфант также придают Земле движение, но не поступательное, а вращательное, вследствие которого она, подобно колесу па направлению от заката к востоку, вращается вокруг своего центра”.

Так как, замечает далее Коперник, для объяснения небесных явлений до него дозволялось придумывать произвольные круги, по которым двигались земля, солнце и планеты, то и он позволил себе истолковать движения этих небесных светил, исходя из движения Земли:

“После долгих и многократных исследований я пришёл, наконец, к заключению, что если отнести движения прочих блуждающих светил к кругу, по коему движется Земля, и на этом основании вычислить движение каждого светила, то не только представляемые ими явления будут вытекать как следствия, но что самые светила и пути оных, по последовательности или по величине своей, а само небо явятся в такой между собой связи, что нигде, ни в одной части нельзя чего-либо изменить, не запутывая остальных частей и всего целого”.

Часть 3. Место в истории

Среди великих астрономов и математиков, окончательно выяснивших место нашей Земли во Вселенной и раскрывших законы движения, управляющие солнечной системой (Коперник, Тихо де Браге, Кеплер, Галилей, Ньютон), Коперник по времени был первым.

После него было сделано и ещё будет сделано очень много в изучении солнечной системы, а некоторые утверждения Коперника (например его мнение, что Земля и планеты движутся равномерно вокруг Солнца по кругам, тогда как в действительности это вращение происходит неравномерно и по эллипсам) были впоследствии опровергнуты; тем не менее Копернику принадлежит слава первого учёного, установившего новую истину, столь же простую, сколь и гениального, которую он выразил в своём сочинении “О вращении небесных тел”, сказав, что “в центре всего находится Солнце”.

Книга Коперника, в конце концов, в 1616 г. попала в далекий “Указатель запрещённых книг”, и это запрещение было снято с неё только в 1823 году. Церковники без различия толков и направлений поняли вредоносное для них значение новой теории. Она разрушала, пусть величественный, но всё же близкий человеку небесный мир как обиталище бога. Она вырывала Землю – “подножие ног Его” – из центра вселенной и превращала её в жалкую пылинку, затерявшуюся в бесконечном пространстве, населённом бесчисленным сонмом сверкающих звёздами солнц.

Список литературы и источников:

Веселовский И. Н., Белый Ю. А. Николай Коперник. М., 1974.
Галилео Галилей. Диалог о двух главнейших системах мира птолемеевой и коперниковой. М.-Л., 1948.
Девятова С.В., Купцов В.И. Судьба учения Н.Коперника// Вопросы философии, № 1, Январь, 2011.
Дынник М. А. Мировоззрение Джордано Бруно / Бруно Джордано. Диалоги. М., 1949.
Сказкин С. Коперник и Возрождение // Исторический журнал, №10, Октябрь, 1943.

Отношение религии

Геоцентризм встречал множество препятствий. Сторонники религиозной философии выступали против описанной теории. Представители различных конфессий считали, что она разрушает божественный устрой. Один из стоиков вообще призвал суд, чтобы тот привлёк к ответственности Аристарха Самосского, который выступал за геоцентрическую систему.

Христианская церковь пыталась навязать мнение о том, что мир был создан Богом ради человечества. Но всё же геоцентрическая система смогла приспособиться к религиозным правилам. Её можно встретить даже в современном мире, но зачастую только в протестантских группах консервативного типа. Чаще всего они располагаются в США.

Эти группы в своих учениях делают упор на тщательное прочтение Библии, хотя есть мнение о том, что эта книга придерживается версии о плоской земле. А в исламе уверены, что современные модели движения планеты противоречат их вере.

Геоцентрическая система, конечно, неверна, с точки зрения современной астрономии, но это была одна из первых попыток научно обосновать космические явления. Древнегреческим учёным приходилось бороться с аллегориями, поэтому геоцентризм в то время казался вершиной научной мысли. Эта теория стала основой, на которой была построена астрономия.